CN109476767B - 含有膳食纤维的氢化葡萄糖聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氢化葡萄糖聚合物组合物，该组合物具有如通过AOAC 2001.03方法测定的大于50％的总纤维含量以及低于800ppm的干重还原糖含量SR。本发明还涉及一种用于生产所述组合物的方法。本发明还涉及一种包含所述组合物的食物或药物产品。

Description

含有膳食纤维的氢化葡萄糖聚合物组合物
技术领域
本发明涉及一种含有膳食纤维并且包含极低还原糖含量的氢化葡萄糖聚合物的新颖组合物。本发明的另一主题涉及一种用于生产这种组合物的方法，所述方法包括氢化和碱化的特定步骤的组合，从而使得有可能极大地降低葡萄糖聚合物的还原性官能团的量，同时仅非常轻微地降解其结构。本发明的另一主题是一种包含所述组合物的食物或药物产品。
背景技术
葡萄糖聚合物通常用于许多工业，如食品或制药工业。
最常见的葡萄糖聚合物是淀粉水解物。淀粉水解物通常分为两个大家族：麦芽糖糊精和葡萄糖浆。这些家族中的一个或另一个的成员资格由它们的右旋糖当量(DE)确定，DE是还原糖的数量与总糖的数量之比乘以100。麦芽糖糊精具有小于20的DE，并且葡萄糖浆具有20或更高的DE。
淀粉水解物基本上是可消化的并且不包含膳食纤维。
根据本发明，“膳食纤维”旨在意指不被人消化或仅被人非常轻微地消化的葡萄糖聚合物结构。
存在其他含有不易消化的膳食纤维的葡萄糖聚合物。虽然淀粉和淀粉水解物仅具有α-1,4和α-1,6型的糖类(glucide)键，但含有不易消化的膳食纤维的葡萄糖聚合物包含1,2型(α或β端基差向异构)和1,3型(α或β端基差向异构)的非典型键或者β-1,4和β-1,6型的非典型键。所有这些非典型键都不被人消化酶水解或者仅极其困难地被人消化酶水解。
这些含有膳食纤维的葡萄糖聚合物通常通过淀粉或淀粉水解物的热处理来生产，可以用于生产的水解物尤其能够是或包含葡萄糖和/或麦芽糖。这种热处理使用酸或酶催化进行；它能够形成上述非典型键并使得形成含有膳食纤维的葡萄糖聚合物。
上述葡萄糖聚合物包含末端还原糖，所述末端还原糖是葡萄糖聚合物的最具反应性的官能团。一般来说，还原糖被认为是造成聚合物的热不稳定性的主要因素。尤其是这种还原糖易于与含氮物质反应并导致美拉德反应。
因此，为了使葡萄糖聚合物更加热稳定，已知如申请WO99/36442中所描述使淀粉水解物的还原性官能团氢化，该申请更具体地描述了一种在足够“温和的”条件下氢化麦芽低聚糖以便不会降解该麦芽低聚糖的方法。这种反应优选地使用活化镍型的催化剂进行。有利地，氢化步骤在从110℃至120℃范围内的温度和从400至700psi范围内的压力下进行。该文献还传授了在从5.0至6.0范围内的pH下进行氢化反应。所得到的麦芽低聚糖具有“基本上为零”的DE，也就是说，根据该文献，DE至多为1。葡萄糖聚合物不含膳食纤维，并且未指明还原糖含量。
此外，由于含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的制备包括热处理的步骤，因此与上述淀粉水解物不同，这些聚合物通常具有着色问题。当在高温下，例如在超过100℃的温度下进行热处理时，这种着色问题可能更大。着色现象通常归因于不饱和键的存在。这些不饱和键可以是还原性葡萄糖的不饱和键或在热处理步骤过程中形成的聚合物(例如烯烃)内的不饱和键。
含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的这种着色问题可以通过使用如文献EP 530.111中所描述的温和制备条件或者通过如文献EP 485.304和EP 516.491中所描述在阳离子树脂和阴离子树脂上或用炭黑进行纯化来加以限制。另一种解决方案描述于专利US4.622.233中，其中葡萄糖聚合物的脱色通过过氧化物或亚氯酸盐进行。
用于使产物脱色的另一种解决方案在于使含有膳食纤维的葡萄糖聚合物氢化。
这种氢化尤其描述于专利申请WO 92/14761中。氢化聚右旋糖具有“基本上为零”的DE，也就是说，根据该文献，DE小于1。该文献描述了在包括在氢化催化剂和二氢(在本说明书的其余部分中“氢”)存在下加热的步骤中聚右旋糖的氢化。在实例9的条件下，聚右旋糖被形成为固体含量为40％且pH等于6.2的溶液，并且使此溶液(也包含雷尼镍)在1400psig的氢气压力下达到140℃-150℃持续90分钟。获得的氢化聚右旋糖具有0.2％的还原糖量。此文献还描述了使用硼氢化物作为还原剂的氢化。在实例20的条件下，其中测定还原糖的量，此量是0.4％。这些氢化葡萄糖聚合物呈现出具有改进的颜色和风味，同时与包含胺官能团的其他产物的反应性较低。
专利US 5,424,418同样描述了一种用于生产氢化聚右旋糖的方法，该方法包括聚右旋糖的氢化以形成氢化聚右旋糖，随后是此氢化聚右旋糖的色谱步骤以从其消除山梨糖醇。这种氢化步骤在不改变pH(pH 7或8)的情况下进行。非常优选地，所获得的产物中还原糖的量小于0.15％。尽管如此，实例表明，使用本文献的方法不可能获得包含极少量的还原糖的氢化聚合物组合物。甚至在色谱步骤之前，氢化聚右旋糖包含大量还原糖(在实例中,0.50％、0.45％和至少0.12％)，并且随后的色谱步骤并不可能降低还原糖的这种量。实际上，在色谱步骤过程中从组合物中消除的山梨糖醇不是还原糖。
在本申请人名下的文献EP 654483根据一种变型描述了一种方法，其中在4与8之间的pH下进行氢化步骤。更具体地，在实例5中，描述了先前已经经历酶处理和用葡萄糖氧化酶处理的聚右旋糖的氢化。根据实例5，在50巴氢气的压力下在雷尼镍存在下对固体含量为40％且pH等于7的溶液进行这种氢化。尽管先前使用葡萄糖氧化酶，但获得的聚右旋糖具有0.10％的还原糖量，这也使得有可能降低组合物中还原糖的量。在不改变反应过程中的pH的情况下进行氢化。
文献EP 368451还在实例2和10中描述了难以消化并且此外具有比聚右旋糖更高的分子量的糊精的氢化。使用95巴的氢气压力在雷尼镍存在下在130℃下对固体含量为40％、pH设定为9.5的糊精水性悬浮液进行这种氢化持续90分钟或2小时。还原糖的量未测定，但申请人能够观察到，根据这一传授内容，还原糖的量远高于0.1％：它为至少0.25％，并且这种氢化导致难以消化的糊精的降解。
文献US 2003/0096055 A1描述了含有纤维的可溶性氢化淀粉衍生物，所述衍生物与氢化前的可溶性淀粉衍生物相比具有改进的颜色并且还原糖含量降低至多30％。具有最低量的还原糖(0.6％)的样品不是根据本发明，因为它太低而不能满足要求保护的标准(降低大约75％)。
文献EP 516491 A2描述了焦糊精水解物的生产，其包括酶处理和在焦糊精的高压釜中处理的若干步骤。
文献FR 2 668 147 A1描述了一种用于稳定氧化多糖水解物的方法。
葡萄糖聚合物(无论它们是否包含膳食纤维)或多或少都难以氢化。实际上，无论使用何种方法，申请人都能够观察到以下趋势：含膳食纤维的葡萄糖聚合物的粘度越高，这种聚合物越难以氢化。由于葡萄糖聚合物的粘度主要与其分子量有关，因此葡萄糖聚合物的分子量越大，降低组合物中的还原糖的量就越困难。因此，迄今为止，从未有可能使用氢化方法获得包含按干重计小于1000ppm的还原糖量的氢化葡萄糖聚合物组合物。
由丹尼斯克公司(Danisco)销售的产品
Figure BDA0001937858430000041
Ultra或由松谷公司(Matsutani)销售的
Figure BDA0001937858430000042
2H(两者均是含有膳食纤维的氢化葡萄糖聚合物)分别包含(参见实例部分)0.15％和0.25％的还原糖。
从上文可以看出，现有技术氢化方法并不可能获得包含极少量还原糖的氢化葡萄糖聚合物。然而，即使当还原糖的量低至0.15％或甚至0.10％时，在热作用下也可能发生降解，特别是当氢化葡萄糖聚合物在携带胺官能团的化合物存在下时，这种降解导致产品着色。然而，因为这些聚合物尤其旨在用于食品工业，因此可能必须能够在所有温度条件下使用它们而不会使包含它们的食物产品过度褐变。由于食物产品具有通常在从2至7范围内的pH，因此能够在酸性和中性pH下向食品工业提供具有改进的热稳定性的葡萄糖聚合物将是有益的。在药物应用中，这些聚合物可能必须尽可能不与药物制剂的其他成分反应。
因此，需要获得含有膳食纤维的氢化葡萄糖聚合物的新颖组合物，所述组合物具有比已经已知、尤其是具有高分子量且含有膳食纤维的氢化葡萄糖聚合物的组合物甚至更低量的还原糖。
这正是本发明的主题，将在下文对该主题进行描述。
发明内容
本发明涉及一种氢化葡萄糖聚合物组合物，该组合物具有根据AOAC 2001.03方法测定的大于50％的总纤维含量和按干重计小于800ppm的还原糖RS量。
实际上，本申请人发现完全有可能获得具有迄今尚未实现的还原糖量同时仅轻微地降解葡萄糖聚合物并且同时未降低、或者仅非常轻微地降低葡萄糖聚合物中的总纤维含量的氢化葡萄糖聚合物组合物。即使这种葡萄糖聚合物的分子量较高，本申请人也实现了这一点。这种组合物具有许多优点，并且尤其是颜色少、气味小、风味小和优异的温度稳定性，尤其是从酸性到中性pH。这使其有利地用于食品或药物产品中。
在大量研究后，申请人能够观察到包括葡萄糖聚合物的氢化的第一步骤和碱化的第二步骤的特定方法使得有可能获得本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物。
因此，本发明的另一主题是一种用于生产根据本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物的方法，该方法包括：
·提供含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的水溶液的步骤；
·使该水溶液与氢化催化剂接触以便任选地在pH校正后提供pH在从4至7范围内的溶液的步骤；
·将所述溶液在反应器中氢化足够持续时间以实现还原糖含量在从0.15％至1％范围内的称为预氢化组合物的组合物的步骤；
·接着是通过添加碱改变该预氢化组合物的pH的步骤，所述组合物在此步骤结束时具有从8.5至11范围内的pH；
·接着是还在氢化催化剂和氢气存在下，在100℃与140℃之间的温度下碱化该预氢化组合物足够的持续时间以形成该氢化葡萄糖聚合物组合物的步骤。
根据本发明的方法具有仅轻微地降解葡萄糖聚合物的结构的优点。与现有技术的方法(如文献US 5,424,418、EP 654483或WO 92/14761中描述的那些方法)不同，本发明的方法包括通过在两个步骤之间添加碱来改变pH、从而减少葡萄糖聚合物中还原糖的量的步骤，即氢化步骤和碱化步骤。如在实例部分中所证明的，正是在不同pH下且以此顺序进行的这两个步骤使得有可能获得本发明的组合物。这是更出人意料的，因为众所周知葡萄糖聚合物在碱化步骤的pH下相对不稳定。不希望受任何理论的束缚，似乎氢化步骤使得有可能使葡萄糖聚合物足够稳定，以便能够有效地使其经历随后的碱化步骤且由此大大降低本发明组合物中的还原糖的量。
现在将在下文详细地描述本发明。
具体实施方式
本发明的主题涉及一种氢化葡萄糖聚合物组合物，该组合物含有膳食纤维并且具有极少量的还原糖RS。
“氢化葡萄糖聚合物组合物”旨在意指包含葡萄糖聚合物的组合物，这些葡萄糖聚合物的末端官能团已被氢化。
葡萄糖聚合物是含有不易消化的膳食纤维的葡萄糖聚合物。根据本发明的组合物含有根据AOAC 2001.03方法测定的大于50％、有利地大于60％、优选大于70％，例如大于80％的总纤维含量。
存在许多含有膳食纤维的葡萄糖聚合物，这些葡萄糖聚合物已在文献中进行了描述。例如，可以提及通过酸催化从葡萄糖或葡萄糖浆的浓缩水溶液中获得的含有膳食纤维的葡萄糖聚合物，诸如在文献US 3876794或WO 9841545中描述的那些。含有膳食纤维的葡萄糖聚合物也可以从淀粉中获得，如例如在文献EP 535627或EP 538146中所描述：然后提及不易消化的糊精。
根据本发明的第一优选变型，该葡萄糖聚合物是在本申请人名下的文献EP1006128中描述的葡萄糖聚合物，即支化麦芽糖糊精，其特征在于它具有22％与35％之间、优选27％与34％之间的1->6个糖苷键、小于20％的还原糖含量、小于5的多分散性指数、以及至多等于4500g/mol的数均分子量Mn。
根据本发明的第二优选变型，该葡萄糖聚合物是在申请人名下的文献FR 3 032709中描述的葡萄糖聚合物，即具有占1,4-糖苷键总数的70％与80％之间的α-1,4键含量的麦芽低聚糖。
含有膳食纤维的葡萄糖聚合物也是可商购的，例如由本申请人销售的
Figure BDA0001937858430000071
由丹尼斯克公司(Danisco)销售的
Figure BDA0001937858430000072
由泰莱公司(Tate andLyle)销售的
Figure BDA0001937858430000073
或者由松谷公司(Matsutani)销售的
Figure BDA0001937858430000074
2。
当葡萄糖聚合物含有膳食纤维时，必须在氢化期间仅轻微地降解葡萄糖聚合物的结构，目的在于保留表征它们的非典型键并因此保留这些产品的特定可消化性性质。因此，本发明是特别有益的，因为本发明的方法使得可能不会或仅轻微地降解葡萄糖聚合物的结构并且不会或仅轻微地降低总纤维含量。出人意料地是，这已经通过本发明的特定方法成为可能，即使已知葡萄糖聚合物在碱性条件下降解，这在含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的情况下导致与这种纤维相关的营养优势的丧失。“轻微地降解葡萄糖聚合物的结构”旨在意指在用于生产本发明组合物的方法的过程中，葡萄糖聚合物的分子量Mn降低不超过其初始分子量Mn的10％的比例。“轻微地降低总纤维含量”旨在意指在用于生产本发明组合物的方法的过程中，根据AOAC 2001.03测定的葡萄糖聚合物的总纤维含量降低不超过3％的比例：例如，对于含有80％纤维的葡萄糖聚合物，当所获得的氢化组合物中的这一含量不低于77％时，方法轻微地降低了总纤维含量。
本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物具有小于800ppm的还原糖量。此量是通过本领域技术人员熟知的纳尔逊-苏木杰(Nelson-Somogyi)方法测定的，这种方法已成为出版物Somogyi M.(1952)J.Biol.Chem.[生物化学杂志],200 245的主题。出于本发明的目的，有必要使用这种纳尔逊-苏木杰方法来测定组合物中的还原糖的量。这是因为当这种量低至本发明组合物的量时，其他已知的方法(例如伯特兰(Bertrand)方法)并不可能精确地测定还原糖的量。优选地，还原糖的量小于700ppm，例如小于600ppm，例如小于500ppm，例如小于400ppm。根据本发明的组合物可以具有按干重计在从20至600ppm、例如从50至400ppm范围内的还原糖量。
相对于组合物的干重，根据本发明的组合物可以具有小于30％、有利地小于25％、例如小于15％、尤其是小于5％或甚至小于2％的由葡萄糖、麦芽糖以及其异构体的氢化产生的多元醇(DP1H+DP2H)的干重。这种量可以通过高效液相色谱法来测定。
根据本发明，该组合物的数均分子量Mn可以广泛地变化并且尤其是在从500至3000g/mol、有利地从800至2600g/mol的范围内。它可以例如在从500至1600g/mol或从1600至2300g/mol的范围内。该组合物的重均分子量Mw可以广泛地变化并且尤其是在从1000至6000g/mol、有利地从1300至5000g/mol的范围内。它可以例如在从1000至3600g/mol或从3600至6000g/mol的范围内。当葡萄糖聚合物的重均分子量大于或等于2500g/mol时，通常认为该葡萄糖聚合物的分子量高。分子量Mn和Mw基本上取决于经受本发明方法的葡萄糖聚合物的分子量Mn和Mw。就葡萄糖聚合物的粘度而言，重均分子量可以被认为是决定性因素。在实践中，Mn和Mw的值是通过适合于葡萄糖聚合物的测量方法确定的，其可以基于在用具有已知分子量的普鲁兰多糖校准的色谱柱上的凝胶渗透色谱法。至于RS量，这基本上取决于起始葡萄糖聚合物、用于氢化的条件和用于碱化的条件，这将在下文进行描述。根据本发明的组合物可以具有在从0.01至0.80范围内、尤其是从0.02至0.60范围内、例如从0.04至0.30范围内的RS/Mw比，RS表示为ppm并且Mw表示为g/mol。
本发明的一个主题涉及一种氢化葡萄糖聚合物组合物，该组合物具有大于或等于2500g/mol，例如在从2500至6000g/mol范围内、有利地在从3600至6000g/mol或甚至从3700至5000g/mol范围内的重均分子量，以及在从50至800ppm，例如从80至600ppm或甚至从100至400ppm范围内的RS量。这种组合物是特别有益的，因为即使在葡萄糖聚合物的分子量高的这种变型中，本发明的方法也使得可能显著降低还原糖的量。
本发明的另一主题涉及一种氢化葡萄糖聚合物组合物，该组合物具有在从1000至3600g/mol范围内的重均分子量，以及在从30至800ppm，例如从40至500ppm或甚至从50至250ppm范围内的RS量。
本发明的组合物在从酸性延伸至中性的广泛pH范围内具有改进的稳定性。在绝大多数食物产品具有这样的pH的意义上，这是一种优点。这些改进的稳定性使得这些葡萄糖聚合物组合物能够有利地用于这些食物产品中。在实例部分中详细解释了这些处理。
因此，根据本发明，本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物在酸性pH下具有改进的稳定性，并且有利地，在测试A的热处理之后具有小于100、优选小于90或甚至小于70的ICUMSA着色。根据本发明，本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物在中性pH下具有改进的稳定性，并且有利地，在测试B的热处理后，具有小于100、优选小于90或甚至小于70的ICUMSA着色。
测试A处理包括将氢化葡萄糖聚合物组合物置于在pH＝4下缓冲且具有25％固体含量的水性组合物形式，然后在115℃下对这种缓冲的水性组合物进行热处理6小时。测试B处理包括将氢化葡萄糖聚合物组合物置于在pH＝7下缓冲且具有25％固体含量的水性组合物形式，然后在85℃下对这种缓冲的水性组合物进行热处理6小时。
根据本发明的组合物能够通过一种生产方法获得，该生产方法包括：
·提供含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的水溶液的步骤；
·使该水溶液与氢化催化剂接触以便任选地在pH校正后提供pH在从4至7范围内的溶液的步骤；
·将所述溶液在反应器中氢化足够持续时间以实现还原糖含量在从0.15％至1％范围内的称为预氢化组合物的组合物的步骤；
·接着是通过添加碱改变该预氢化组合物的pH的步骤，所述组合物在此步骤结束时具有从8.5至11范围内的pH；
·接着是还在氢化催化剂和氢气存在下，在100℃与140℃之间的温度下碱化该预氢化组合物足够的持续时间以形成该氢化葡萄糖聚合物组合物的步骤。
所提供的含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的水溶液可以具有从15％至40％、例如从20％至30％范围内的固体含量。本领域技术人员可以根据所使用的葡萄糖聚合物和/或反应器改变该溶液的固体含量。所提供的葡萄糖聚合物取决于所希望的氢化葡萄糖聚合物组合物，特别是就Mn、Mw和纤维含量而言。相对于组合物的干重，这种葡萄糖聚合物可以具有小于30％、有利地小于25％、例如小于15％、尤其是小于5％或甚至小于2％的糖(DP1+DP2)(即葡萄糖、麦芽糖以及其异构体)的干重。这种量可以通过高效液相色谱法来测定。聚合物可以选自上述那些。
通过将葡萄糖聚合物与所希望量的水简单地混合，有可能制备葡萄糖聚合物的溶液。使葡萄糖聚合物的水溶液与氢化催化剂接触。氢化催化剂本身是已知的；这种催化剂可以是雷尼镍型，或者任何其他用于糖氢化的催化剂可以是适合的。本领域技术人员将知道如何调整有待使用的催化剂的量；举例来说，可以使用相对于葡萄糖聚合物的干重，可以在从2％至10％、例如大约5％范围内的量的雷尼镍。
在氢化步骤开始之前，葡萄糖聚合物的水溶液具有从4至7范围内的pH。可以通过添加酸或碱来校正此pH。
然后使葡萄糖聚合物的水溶液在反应器中进行氢化步骤。
能够进行氢化的反应器是能够在压力下操作的已知的反应器；例如，它可以是夹套式反应器。该反应器通常配备有搅拌器，从而使反应介质能够均质化。
优选地，该氢化步骤过程中的温度是100℃与140℃之间，最优选110℃与130℃之间。有利地，该反应器中的氢气压力在从20至200巴，例如从30至100巴、优选从40至60巴的范围内。
在此步骤结束时，获得称为预氢化组合物的组合物，该组合物可以具有通过纳尔逊-苏木杰方法测定的在从0.15％至1％范围内的还原糖含量。后者通过进行氢化步骤足够的持续时间以获得这种还原糖含量而获得。这种持续时间主要取决于在这一步骤中使用的压力和温度条件而变化：压力和温度越高，反应时间可能越短。尽管如此，本领域技术人员将优选使用上述优选的条件，目的在于仅非常轻微地降解该葡萄糖聚合物的结构。此步骤的持续时间可以在从90至120分钟、优选从120至180分钟的范围内。
然后可以通过添加碱使这种预氢化组合物经受pH改变的步骤，所述组合物在此步骤结束时具有从8.5至11，例如从8.6至10、优选从9.10至9.90范围内的pH。该碱可以是氢氧化钠。
然后在100℃与140℃之间的温度下进行这种预氢化组合物的碱化的步骤足够的持续时间以形成本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物。
碱化步骤的持续时间主要取决于此步骤过程中使用的温度条件而变化：温度越高并且该预氢化组合物的还原糖含量越低，反应时间可能越短。尽管如此，在所指示的条件下，优选使用在从10至120分钟并且优选从15至100分钟范围内的持续时间，以便仅轻微的降解该葡萄糖聚合物的结构。出人意料地是，该方法的这种碱化步骤不会降解或仅轻微地降解该结构，并且不会降低或仅轻微地降低该葡萄糖聚合物的总纤维含量；不希望受任何理论束缚，本申请人假设在氢化步骤过程中提供的预氢化组合物具有能够使它能够经受碱化步骤而不降解葡萄糖聚合物的结构的性质。当葡萄糖聚合物包含膳食纤维时并且当希望保留这种纤维的营养优势时，这是特别重要的。
碱化步骤还在氢化催化剂和氢气存在下进行。氢气压力可以在从20至200巴，例如从30至100巴、优选从40至60巴的范围内。碱化步骤可以通过在所述氢化步骤结束时引入碱在上述氢化反应器中、在氢气下并且在无需分离在氢化步骤过程中使用的催化剂的情况下进行。
本领域技术人员将能够改变上述碱化步骤的参数以便降低本发明的氢化组合物中的还原糖的量，例如通过提高温度或通过增加此步骤的持续时间或甚至通过增加催化剂的量以及通过增加氢气压力来。
氢化和碱化的步骤可以是分批或连续类型。
为了在另一个反应器中进行随后的碱化步骤，有可能从反应器中取出预氢化组合物。还有可能将组合物保持在同一反应器中，以进行其中改变pH的步骤，然后进行碱化步骤。
在第一步骤中或任选地在第二步骤过程中使用的催化剂可以通过任选在倾析步骤后进行的过滤步骤与预氢化组合物或氢化葡萄糖聚合物组合物分离。
在碱化步骤之后，本发明的方法还可以包括纯化氢化葡萄糖聚合物组合物的步骤。有利地，该纯化步骤包括使氢化葡萄糖聚合物组合物在一种或多种离子交换树脂上通过的步骤。优选地，这一阶段包括在强阳离子树脂上的第一次通过，然后在弱阴离子树脂上的第二次通过。这一阶段也可以通过在混合床上通过来进行补充。纯化步骤还可以包括用炭黑处理该葡萄糖聚合物组合物。
该方法还可以包括色谱步骤，例如模拟移动床色谱法的步骤。可以将在此阶段仍然呈液体形式的组合物制成固体形式。有利地，该组合物是呈粉末的形式，该粉末优选地是喷雾干燥的粉末。因此，该方法可以包括浓缩步骤，随后是干燥步骤。该浓缩步骤可以使用任何类型的蒸发器进行，并且该干燥步骤尤其可以是喷雾干燥步骤或制粒步骤。这些方法是本领域技术人员所熟知的。
根据本发明的氢化葡萄糖聚合物组合物可以用于已经已知用于氢化葡萄糖聚合物的应用中。
根据本发明的组合物可以尤其用于生产食品和药物产品，并且尤其用于生产饮料，如非酒精饮料，诸如碳酸饮料并且尤其是苏打水、基于茶的饮料、果汁、无糖或低糖饮料，以及还有酒精饮料，如啤酒、烈性酒和烈酒；用于生产乳制品，如酸奶或冰淇淋；用于生产烹制产品，如面包、谷物，蛋糕或饼干；用于生产糖果；用于生产果酱/果冻或基于水果的制剂、调味汁；用于生产意大利面或面条；用于生产特定营养食品，如用于老年人或幼儿或婴儿的食品，以及还有可以呈粉末或片剂形式的膳食补充剂；或者用于生产药物制剂。
本发明的另一主题涉及根据本发明的组合物，该组合物用于生产pH在从2至7范围内的食物产品和药物产品。
现在将在以下实例中详细地描述本发明。应强调的是，这些实例是非限制性的并且决不能限制本发明的范围。
实例
着色的测量
根据ICUMSA方法测量着色。
在具有0.45μm孔隙率的膜滤器(Acrodisc过滤器)上过滤后，使用分光光度计在5cm长的容器中测量溶液在420nm处的光密度(OD)。还测量了溶液的白利糖度：
Figure BDA0001937858430000131
不同的氢化葡萄糖聚合物组合物的着色在表1和2中报告于“ICUMSA”行中。
确定稳定性的方法
进行氢化葡萄糖聚合物组合物在不同pH和温度下的稳定性测试。
目的是评价在给定时间内的着色变化。这使得可能表征食品加工过程中氢化纤维的稳定性。
为此目的，制备两种固含量为25％的氢化纤维溶液。
为了确定在pH 4下的稳定性(测试A)，将溶液在pH＝4(包含柠檬酸、氢氧化钠和氯化钠的
Figure BDA0001937858430000141
pH 4缓冲溶液)下缓冲。为了确定在pH 7下的稳定性(测试B)，将溶液在pH＝7(包含磷酸二氢钾和磷酸二钠的
Figure BDA0001937858430000142
pH 7缓冲溶液)下缓冲。
然后将这些溶液置于封闭的派热克斯试管中(对于每种pH，10个管)，并且将这些管置于油浴中6小时：
·对于测试A在115℃下，该测试A研究在pH＝4下的稳定性；
·并且对于测试B在85℃下，该测试B研究在pH＝7下的稳定性。
然后将这些管从油浴中取出并冷却至室温(20℃)。
以与上述相同的方式，对于热处理后的不同试管测量根据ICUMSA方法的着色，并且计算测量值的平均值。
处理后不同氢化葡萄糖聚合物组合物的着色在表1和表2中报告于“ICUMSA(pH4，6小时)”和“ICUMSA(pH7,6小时)”行中。
实例1A
在含有悬浮液形式的雷尼镍的20升夹套式反应器中，在搅拌下引入
Figure BDA0001937858430000143
FM 10类型的葡萄糖聚合物。
所使用的
Figure BDA0001937858430000144
FM 10包含大约10％的还原糖和大约74％的纤维含量(AOAC2001.03)，并且具有1145g/mol的数均摩尔质量和3480g/mol的重均摩尔质量。
反应介质中的葡萄糖聚合物的固体含量是按重量计25％，并且雷尼镍含量是按重量计5％，均相对于干重表示。溶液的pH等于5。
氢化在50巴的氢气压力和120℃的温度下进行2小时。
获得预氢化组合物，该预氢化组合物包含根据纳尔逊-苏木杰方法测定的1867ppm的还原糖量。
在15分钟内引入按重量计3％的氢氧化钠溶液，以使预氢化组合物的pH达到9.2的值，同时将该反应器维持在50巴氢气的压力和120℃的温度下。然后进行碱化步骤15分钟。
此后，终止反应并静置15分钟，并且将上清液倾析到滗析器中以便回收催化剂。然后过滤来自该滗析器的上清液以消除最终痕量的催化剂。
将以此方式获得的糖浆冷却至15℃后，使该糖浆进行强阳离子树脂和弱阴离子树脂上的纯化，然后混合床上的纯化。
氢化组合物的特征在以下表1中给出。
实例1B
实例1B与实例1A的不同之处仅在于碱化步骤的持续时间是45分钟而不是15分钟。
氢化组合物的特征在以下表1中给出。
实例1C
实例1C与实例1A的不同之处仅在于碱化步骤的持续时间是75分钟而不是15分钟。
氢化组合物的特征在以下表1中给出。
对比实例1
对比实例1(C EX1)与实例1A的不同之处仅在于氢化步骤的持续时间是3小时并且不进行碱化步骤。
氢化组合物的特征在以下表2中给出。
实例2A
在含有悬浮液形式的雷尼镍的20升夹套式反应器中，在搅拌下引入
Figure BDA0001937858430000151
FM06类型的葡萄糖聚合物。
所使用的
Figure BDA0001937858430000152
FM 06包含大约5％的还原糖和大约85％的纤维含量(AOAC2001.03)，并且具有2295g/mol的数均摩尔质量和4125g/mol的重均摩尔质量。
反应介质中的葡萄糖聚合物的固体含量是按重量计25％，并且雷尼镍含量是按重量计5％，均相对于干重表示。溶液的pH等于5。
氢化在50巴的氢气压力和130℃的温度下进行3小时。
获得预氢化组合物，该预氢化组合物包含根据纳尔逊-苏木杰方法测定的1673ppm的还原糖量。
在15分钟内引入按重量计3％的氢氧化钠溶液，以使预氢化组合物的pH达到9.3的值，同时将该反应器维持在50巴氢气的压力和120℃的温度下。然后进行碱化步骤15分钟。
此后，终止反应并静置15分钟，并且将上清液倾析到滗析器中以便回收催化剂。然后过滤来自该滗析器的上清液以消除最终痕量的催化剂。
将以此方式获得的糖浆冷却至15℃后，使该糖浆进行强阳离子树脂和弱阴离子树脂上的纯化，然后混合床上的纯化。
氢化组合物的特征在以下表1中给出。
实例2B
实例2B与实例2A的不同之处仅在于氢化步骤的持续时间是2小时而不是3小时，并且碱化步骤的持续时间是75分钟而不是15分钟。
获得预氢化组合物，该预氢化组合物包含根据纳尔逊-苏木杰方法测定的3255ppm的还原糖量。在引入氢氧化钠后，预氢化组合物的pH时9.6。
氢化组合物的特征在以下表1中给出。
实例2C
实例2C与实例2B的不同之处仅在于雷尼镍含量是相对于干重表示的按重量计7.5％，而不是5％。
获得预氢化组合物，该预氢化组合物包含根据纳尔逊-苏木杰方法测定的2163ppm的还原糖量。在引入氢氧化钠后，预氢化组合物的pH时9.7。
氢化组合物的特征在以下表1中给出。
对比实例2A
对比实例2A(C EX2A)与实例2C的不同之处仅在于氢化步骤的持续时间是3小时并且不进行碱化步骤。
氢化组合物的特征在以下表2中给出。
对比实例2B
对比实例2B(C EX2B)与实例2C的不同之处仅在于氢化步骤的持续时间是4小时并且不进行碱化步骤。
氢化组合物的特征在以下表2中给出。
实例3
通过再现来自申请FR 3 032 709A1的实例1提供葡萄糖聚合物组合物。
所产生的组合物包含大约20.2％的还原糖和大约61％的纤维含量(AOAC2001.03)，并且具有595g/mol的数均摩尔质量和1300g/mol的重均摩尔质量。
反应介质中的葡萄糖聚合物的固体含量是按重量计25％，并且雷尼镍含量是按重量计5％，均相对于干重表示。溶液的pH等于5。
氢化在50巴的氢气压力和130℃的温度下进行2小时。
获得预氢化组合物，该预氢化组合物包含根据纳尔逊-苏木杰方法测定的1570ppm的还原糖量。
在15分钟内引入按重量计3％的氢氧化钠溶液，以使预氢化组合物的pH达到9.3的值，同时将该反应器维持在50巴氢气的压力和120℃的温度下。然后进行碱化步骤75分钟。
此后，终止反应并静置15分钟，并且将上清液倾析到滗析器中以便回收催化剂。然后过滤来自该滗析器的上清液以消除最终痕量的催化剂。
将以此方式获得的糖浆冷却至15℃后，使该糖浆进行强阳离子树脂和弱阴离子树脂上的纯化，然后混合床上的纯化。
氢化组合物的特征在以下表2中给出。
表1还突出了2种商业氢化葡萄糖聚合物组合物的特征：
Figure BDA0001937858430000181
Ultra，其是由丹尼斯克公司销售的氢化聚右旋糖；或
Figure BDA0001937858430000182
2H，其是由松谷公司销售的不易消化的糊精。
表1：氢化葡萄糖聚合物组合物的表征
Figure BDA0001937858430000183
n.d.：未测定
表2：氢化葡萄糖聚合物组合物的表征
Figure BDA0001937858430000184
Figure BDA0001937858430000191
这些实例证明了生产具有极少量的还原糖的氢化葡萄糖聚合物组合物的可能性，该量远低于现有技术的组合物的还原糖的量。
对比实例1的组合物与实例1A的预氢化组合物之间的比较表明，即使持续时间以小时增加，还原糖的量也没有显著降低。
对比实例2A的组合物与实例2C的预氢化组合物之间的比较表明，即使持续时间以小时增加，还原糖的量虽然减少、但也没有足够降低以达到本发明的还原糖的量。
对比实例2B的组合物与对比实例2A的组合物之间的比较表明，即使持续时间以小时增加，还原糖的量也没有显著降低。
因此，不管选择的条件如何，只有包括氢化步骤和碱化步骤的本发明的具体方法使得可能获得具有小于800ppm的极低量的还原糖的氢化葡萄糖聚合物组合物。
这些测试还表明，根据本发明的组合物在酸性或中性pH下具有改进的热稳定性。不希望受任何理论束缚，这可以通过还原糖的急剧减少来解释。
对于将能够用于生产食物产品的方法中的产品而言，这是特别受欢迎的优点，因为食物产品通常具有从2至7范围内的pH。

Claims (26)

1.一种氢化葡萄糖聚合物组合物，该组合物具有根据AOAC2001.03方法测定的大于50％的总纤维含量和按干重计小于800ppm的还原糖RS量。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，按干重计该组合物的还原糖的量在从20ppm至600ppm的范围内。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，按干重计该组合物的还原糖的量在从50至400ppm的范围内。
4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，该葡萄糖聚合物是含有不易消化的膳食纤维的葡萄糖聚合物。
5.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，根据该AOAC 2001.03方法测定的该组合物的总纤维含量为大于60％。
6.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，根据该AOAC 2001.03方法测定的该组合物的总纤维含量为大于70％。
7.如权利要求4所述的组合物，其特征在于，根据该AOAC 2001.03方法测定的该组合物的总纤维含量为大于80％。
8.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该组合物的干重，由葡萄糖、麦芽糖以及其异构体的氢化产生的多元醇的干重为小于30％。
9.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该组合物的干重，由葡萄糖、麦芽糖以及其异构体的氢化产生的多元醇的干重为小于25％。
10.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该组合物的干重，由葡萄糖、麦芽糖以及其异构体的氢化产生的多元醇的干重为小于15％。
11.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该组合物的干重，由葡萄糖、麦芽糖以及其异构体的氢化产生的多元醇的干重为小于5％。
12.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，相对于该组合物的干重，由葡萄糖、麦芽糖以及其异构体的氢化产生的多元醇的干重为小于2％。
13.如前述权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在从1000至6000g/mol范围内的Mw。
14.如前述权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在从1300至5000g/mol范围内的Mw。
15.如前述权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在从1000至3600g/mol范围内的Mw。
16.如前述权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在从3600至6000g/mol范围内的Mw。
17.如权利要求1至3中的一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有大于或等于2500g/mol的Mw。
18.如权利要求1至3中的一项所述的组合物，其特征在于，该组合物具有在从2500至6000g/mol范围内的Mw。
19.一种用于生产如前述权利要求中任一项所述的氢化葡萄糖聚合物组合物的方法，所述方法包括：
(1)提供含有膳食纤维的葡萄糖聚合物的水溶液的步骤；
(2)使所述水溶液与氢化催化剂接触以便提供pH在从4至7范围内的溶液的步骤；
(3)将所述溶液在反应器中氢化足够持续时间以实现还原糖含量在从0.15％至1％范围内的称为预氢化组合物的组合物的步骤；
(4)接着是通过添加碱改变所述预氢化组合物的pH的步骤，所述组合物在此步骤结束时具有从8.5至11范围内的pH；
(5)接着是还在氢化催化剂和氢气存在下，在100℃与140℃之间的温度下碱化所述预氢化组合物足够的持续时间以形成所述氢化葡萄糖聚合物组合物的步骤。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的氢化步骤是在100℃与140℃之间的温度和20与200巴之间的氢气压力下进行。
21.如权利要求19至20中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中的pH改变步骤结束时，所述预氢化组合物具有从9.10至9.90范围内的pH。
22.如权利要求19至20中的一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤(5)中的碱化步骤后，进行所述氢化葡萄糖聚合物组合物的纯化步骤。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述纯化步骤包括使所述氢化葡萄糖聚合物组合物在一种或多种离子交换树脂上通过的步骤。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述纯化步骤包括用炭黑处理所述葡萄糖聚合物组合物。
25.如权利要求19至20中的一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括浓缩步骤，随后是干燥步骤。
26.一种食物或药物产品，该食物或药物产品包含如权利要求1至18中的一项所述的组合物。
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