CN109803545A - 制备风味甜味剂的方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

公开了制备风味甜味剂或食物产品的方法，通过将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育，以形成改性的未精制植物提取物；从改性的基于蔗糖的植物提取物中蒸发水分以形成浓缩物；以及蒸煮浓缩物以产生色泽和风味，以生产风味甜味剂。风味甜味剂可充当椰糖替代物。在优选实施方式中，未精制植物提取物包括甘蔗汁或甜菜汁，并且微生物可以选自嗜麦芽寡养单胞菌、枯草芽孢杆菌、弯曲芽孢杆菌或克鲁维酵母菌菌种。风味甜味剂可用于制备各种食物和饮料成分，也可用于制备食物产品包括酱、天然风味提取物和风味分子、巧克力、保健食品和方便形式的各种形式的风味甜味剂。

Description

制备风味甜味剂的方法及其用途
技术领域
本发明涉及风味甜味剂以及制备和使用风味甜味剂的方法。
背景技术
椰糖(CNS)是传统的东南亚风味甜味剂，由诸如马来西亚、印度尼西亚、菲律宾和印度的国家的大量个体农民小规模生产，总销售额远远超过$2B。从技术上来说，CNS是椰树的“副产品”，其中，树的花序被部分采取以得到其树液，然后通过在明火上蒸发加热来制备，而通常种植椰树是为了获取其果实(用于繁殖、椰汁、椰肉、椰油、椰奶或源自椰子外壳/壳的其他产品)。花簇的切口通常会妨碍椰子植物的繁殖，因此常常导致无法结出果实。
在东南亚各地生产着各种形式的CNS，其特别是在风味上各不相同，因此，一些形式的CNS相比其他形式的CNS特别是在适宜本土文化和口味偏好方面是优选的。虽然从特点上来说这些糖中的每种都是由相同或类似的工艺和椰子树液制成的，但它们具有细微的风味差别，并因此区别于彼此。在工业上，众所周知只有来自特定地区的某些类型的CNS是用于额外加工进甜酱中的优选成分。
CNS具有微妙的、复杂的风味，且其风味被用于各种食品和饮料，特别是作为东南亚酱和甜酱的关键成分。甜酱包含最高至80wt.％的CNS，其余大部分是大豆酱油和香料。在东南亚对甜酱的需求显著增加，且CNS作为许多西方消费者的健康食品替代物，对CNS的需求也明显增加。然而，在一段时间以来，由于椰子棕榈树的数量有限、每公顷CNS的产量相对较低、不断采取其树液而导致树木衰弱、在树木能有生产力之前新树的生长需要很多年、农场劳动力短缺、由于气候和各种天气条件导致椰树液的季节性可用性、树液保质期短降低了集中操作的任何可能以及农民在爬上树以采取花蕾收集椰树液时每天两次面临的人身危险，因此CNS一直处于供应短缺中。能确保更高质量控制的集中的工艺是不可能的。此外，对于由果实制成的其他椰子产品也有需求，且需要可替代的风味甜味剂，以及制备风味甜味剂和可以由风味甜味剂制成的产品(诸如甜酱)的可替代的方法。
由于CNS的短缺，目前工业中用粗糖、糖蜜和各种形式的甘蔗糖作为甜酱生产中的填充剂来补充CNS，这导致最终产品无法达到理想的风味质量，并增加了将各种糖调配在一起所需的复杂性，以在为消费者生产的最终的甜酱产品中实现一致的标准化感官概况。
由于CNS自身的流行度和城市化的影响，以及作为甜酱的关键成分的用途，因而人们对CNS的需求稳步上升。除了在由许多小农进行CNS生产中CNS固有的供应中的差异性之外，使用CNS中的另一个问题是，由于个体农民的数量众多，因而CNS的个体供应的质量特点存在很大的差异。因此，使用CNS作为关键成分的消费品的制造商必须进行复杂的调配操作，以确保他们用作成分的CNS的质量一致，从而满足他们的品牌产品的风味和其他质量标准。此外，许多生产商添加了诸如亚硫酸盐的不良防腐剂作为抗菌防腐剂和稳定剂，因而减损了由CNS制成的甜酱的健康度。此外，按目前方式所生产的CNS有三个不良特征，椰树液常常受到昆虫和其他生物的污染，其残余物会成为CNS的一部分，来自用于浓缩树液的明火的灰尘和烟雾也会污染CNS，以及除此之外CNS的风味是不稳定的，风味特点随时间而变化。由于收集椰树液的方法导致制备CNS的工艺是无法工业规模化的。
因此，需要可替代的风味甜味剂和制备风味甜味剂的可替代的方法以改善上述问题中的至少一个。
发明内容
本发明的目的是提供改善的风味甜味剂，和/或制备该风味甜味剂的方法，和/或该风味甜味剂在生产食物产品和/或包含该风味甜味剂的食物产品中的用途。
因此，本发明的一方面提供了制备风味甜味剂的工艺，包括：(a)将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育，以形成改性的未精制植物提取物；以及(b)加热改性的未精制植物提取物以生产风味甜味剂。
本发明的另一方面提供了改性的未精制植物提取物，其可通过包括将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育以形成改性的未精制植物提取物的方法获得。
本发明的另一方面提供了可由本文公开的工艺获得的风味甜味剂，还包括：第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在；以及，第三特点，包括选自包括以下的组的至少一个：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
本发明的另一方面提供了可由如本文所述的工艺获得的风味提取物，包括选自包括以下的组的至少十种风味分子：3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮；4-羟基-3-甲氧基苯甲醛；4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮；3-甲基硫烷基丙醛；乙酸；2-甲基丁酸/3-甲基丁酸；2-苯基丙酸/3-苯基丙酸；苯乙酸；2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚；(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮；2-甲基丁醛/3-甲基丁醛；(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛；2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚；或2-甲氧基苯酚；或其组合。
本发明的另一方面提供了制造食物产品的工艺或方法，包括：(a)将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育，以形成改性的未精制植物提取物；(b)加热改性的未精制植物提取物以生产风味甜味剂；(c)将风味甜味剂与额外的成分混合；以及(d)形成食物产品。
本发明的另一方面提供了可由如本文所述的用于制造食物产品的工艺或方法获得的食物产品，包括：第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在；以及，第三特点，包括选自包括以下的组的至少一个：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸、2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚，其中，第一、第二和第三特点与食物产品的风味甜味剂含量成比例。
本发明的另一方面提供了可由如本文所述的用于制造食物产品的工艺或方法获得的甜酱，甜酱包括：第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为0.5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在；以及，第三特点，包括选自包括以下的组的至少一个：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸、2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚，其中，第一、第二和第三特点与甜酱的风味甜味剂含量成比例。
本发明的另一方面提供了降低风味甜味剂中蔗糖含量的工艺，包括洗糖(蜜洗)、过滤、离心或溶剂萃取。
对于本领域普通技术人员而言，本发明的其他方面将在结合附图阅读本发明的具体实施方式的下列描述之后变得显而易见。
附图说明
现在将参照附图仅通过说明性举例的方式描述本发明，其中：
图1.监测折光率法干物质(RDS)含量、pH和温度的温育甘蔗汁的蒸发和蒸煮的时间分布曲线。温育甘蔗汁的初始体积为1kg，且蒸发器效能为800W左右。
图2.CNS-A、CNS-B、风味甜味剂A(FS-A；如在实施例1中制备的)、风味甜味剂B(FS-B；如在实施例2中制备的)和风味甜味剂C(FS-C；如在实施例3中制备的)的芳香提取物稀释分析(AEDA)。如实施例10中所述制备并分析风味(或芳香)提取物。风味稀释(FD)数为在嗅探端口处仍能感知到风味分子的情况下1:1稀释的最大次数。进行1:1稀释的最大次数为11次，且大于此次数的FD数不能被指定。
图3.商购大豆酱油、由椰糖酱(CNS酱)制成的甜酱和风味甜味剂A酱(FS-A酱；如在实施例8中制备的)的芳香提取物稀释分析(AEDA)。如实施例10中所述制备和分析风味(或芳香)提取物。风味稀释(FD)数为在嗅探端口处仍能感知到风味分子的情况下1:1稀释的最大次数。进行1:1稀释的最大次数为11次，且大于此次数的FD数不能被指定。
图4.如在实施例1中，使用嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的DO和pH的时间分布曲线。通过光学氧传感器(Hamilton，美国)测量溶解氧(DO)。100％DO表示当充入空气并在温育前进行了校准的情况下介质中O2的饱和极限。温育期间，通过氧阶梯(oxygen cascade)控制DO为最低30％。通过Ag/AgCl玻璃电极(Mettler Toledo，瑞士)测量pH。温育培养基为粗甘蔗汁，且接种量为每株菌株0.5％，生长在胰酶大豆肉汤(TSB；Oxoid，英国)中以光密度(OD)为1。温育中未添加其他营养素。
图5.如在实施例5中，使用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的DO和pH的时间分布曲线。除了温育培养基为稀释的甘蔗糖浆之外，所用参数和设备与图4中的相同。时间分布曲线中的每条线是在相同条件下同时进行的四种温育之一的DO曲线，唯一的不同是甘蔗糖浆的浓度分别为12°Bx、16°Bx、22°Bx和30°Bx。
图6.如在实施例6中，使用克鲁维酵母菌(Kluyveromyces)菌种的DO和pH的时间分布曲线。所用参数和设备与图4中的相同。时间分布曲线中的每条线是在相同条件下同时进行的四种温育之一的DO曲线，唯一的不同是温育温度和pH分别为20℃&pH5；33℃&pH 5；40℃&pH 5和30°Bx&pH 7。
具体实施方式
针对这些供需结合的问题，开发了新的且可规模化的工艺以制备新型的风味甜味剂来替代CNS；如将其本身作为产品以及在诸如甜酱的应用中作为成分而通过大量的仪器和品尝小组分析所评估的，其具有传统产品的所有独特风味特点、质地、色泽和其他特点。
因此，本发明的方面提供了制备风味甜味剂的工艺，包括：(a)将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育，以形成改性的未精制植物提取物；以及(b)加热改性的未精制植物提取物以生产风味甜味剂。
如本文所用，术语“包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物”是指从植物中提取的，包括蔗糖且按提取物的wt％计蔗糖为主要溶质的经最少加工的植物提取物的组合物。在各种实施方式中，未精制植物提取物溶质可包括少于50％的蔗糖，但按wt％计植物提取物溶质的主要成分是蔗糖。在各种实施方式中，可以通过从植物中收集树液、机械压榨或本领域已知的用于直接从植物中获得糖溶液的任何其他方法来获得未精制植物提取物。在实例中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括甜菜汁。
如本文所用，术语“温育”是指在包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物中培养一种微生物或多种微生物，从而启动代谢过程。代谢过程可包括分解代谢、合成代谢或发酵。
如本文所用，术语“风味甜味剂”是指主要包括单糖或双糖或者单糖和双糖的组合，还包括本文所述的天然风味分子的任何组合物。这将提供通过更便宜且更简单的工艺生产具有传统产品的所有独特风味特点、口感、色泽、相当的血糖指数(GI)和其他特点的风味甜味剂以替代椰糖的优势。术语“风味甜味剂”也指提供“香味素”的任何组合物，“香味素”定义为给予另一物质风味的物质，这种风味可改变溶质的特点，使其变得甜、酸、刺激等。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括从选自包括甘蔗(Saccharum)种；甘蔗(Saccharum officinarum)；龙舌兰(Agave)种；甜菜(Beta)种；甜菜(Beta vulgaris)；槭(Acer)种；椰子(Cocos)种；桄榔(Arenga)种；水椰(Nypa)种；海枣(Phoenix)种；西谷椰子(Metroxylon)种；糖棕(Borassus)种；甜高粱变种；及其混合物的组的植物中的提取物。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括在与至少一种微生物温育之前经过部分加工的甘蔗汁。
如本文所用，“部分加工”可以指一种或多种操作，诸如过滤、澄清、煮沸、结晶和/或离心成未精制形式的粗蔗糖产品，诸如粗糖。然而，“部分加工”可不指代净化技术，诸如洗糖和用树脂和/或活性炭进行处理。因此，在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是经过部分加工的，而由于得到的产物是不纯的且与纯白色的精制糖相比有很深的颜色，因而仍是未精制的。
在各种实施方式中，通过对甘蔗进行机械压榨而生产各种形式的甘蔗汁。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括从甘蔗种中获得的甘蔗汁；以及至少一种粗糖、糖蜜、椰树液、棕榈种的提取物或其组合。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物可包括甘蔗汁与诸如粗糖、椰树液或来自棕榈种的植物提取物或糖蜜的其他形式的蔗糖的任何组合。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物可以源自甘蔗，包括粗甘蔗汁、经最少加工的甘蔗汁、澄清甘蔗汁和甘蔗糖浆。因此，在各种实施方式中，未精制植物提取物包括任何基于蔗糖的植物提取物，即蔗糖是植物提取物中存在的主要成分。在实例中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括甜菜汁。原材料也可以是任何其他类型的含糖汁或糖浆，包括甜菜汁、高果糖玉米糖浆、枫糖浆、龙舌兰花蜜、龙舌兰糖浆、糙米糖浆，包含诸如粗糖、椰树液或来自棕榈种的植物提取物的提取物的其他形式的蔗糖可以与甘蔗汁和本领域已知的任何其他含蔗糖/葡萄糖/果糖/鼠李糖/乳糖的汁或糖浆或其混合组合使用。在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物也可以是从包括椰子树(Cocos nucifera)、砂糖椰树(Arenga pinnata)、水椰(Nypa fruticans)、枣椰树(Phoenix dactylifera)、银海枣(Phoenix sylvestris)、西谷椰树(Metroxylonsagu)和糖棕(Borassus)属的成员的树中获得的树液/果汁/花蜜/糖浆。
在可替代的实施方式中，用作本发明工艺的原料或起始成分的未精制植物提取物可包括任何基于葡萄糖的或基于果糖的植物提取物或淀粉水解物衍生的产物。
如本文所用，术语“棕榈种”是指棕榈(Arecaceae)科中的植物。
如本文所用，术语“粗糖”是指来自甘蔗的已浓缩成固体的未精制提取物。在制备粗糖时，可以通过过滤、澄清、煮沸、结晶和/或离心对甘蔗汁进行部分加工。然而，未通过诸如洗糖和用树脂和/或活性炭进行处理的技术对粗糖进行净化。粗糖也可称为非离心甘蔗糖。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括的蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括来自包括甘蔗种；玉米属(Zea)种；或龙舌兰种的植物的提取物，且甜味剂包括的蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括从甘蔗种或甘蔗(Saccharum officinarum)中获得的甘蔗汁。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物可包括粗甘蔗汁，粗甘蔗汁可通过对甘蔗茎秆或其他含糖的农业原材料进行切碎、碾磨和/或渗出来生产。在各种实施方式中，可通过巴氏杀菌和/或亚硫酸盐处理，任选地然后过滤，从而从粗甘蔗汁中生产经最少加工的甘蔗汁。在各种实施方式中，可通过使用石灰法、絮凝作用、吸附剂、澄清、沉淀和/或过滤来从经最少加工的甘蔗汁中生产澄清的甘蔗汁。
在各种实施方式中，在与微生物温育之前将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物调整至折光率法干物质含量为8°Bx至40°Bx。
如本文所用，术语“调整”是指稀释或浓缩。
在各种实施方式中，在与微生物温育之前将糖提取物调整至折光率法干物质含量为从8°Bx至40°Bx。在各种其他实施方式中，将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物调整至折光率法干物质含量为10°Bx至35°Bx，或15°Bx至35°Bx或用于微生物生长的任何合适的折光率法干物质含量。
在各种实施方式中，至少一种微生物包括能够在折光率法干物质含量为8°Bx至40°Bx的培养基中生长的耐渗透压和/或耐盐性微生物。
在各种实施方式中，微生物包括能够在折光率法干物质含量为从10°Bx至40°Bx、10°Bx至35°Bx，或15°Bx至35°Bx，或10°Bx至20°Bx，或12°Bx至16°Bx的培养基中生长的耐渗透压和/或耐盐性微生物。
在各种实施方式中，微生物选自包括细菌或真菌的组。
在各种实施方式中，真菌包括酵母菌或克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种或其他形式的真菌。
在各种实施方式中，细菌包括或选自革兰氏阳性菌株或革兰氏阴性菌株。在各种实施方式中，细菌选自包括黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、短杆菌科(Brevibacteriaceae)或芽胞杆菌科(Baccilaceae)的组。
在各种实施方式中，微生物包括嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)、纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)或克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种中的任何一种或其组合。
在各种实施方式中，微生物包括选自包括嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)、纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)或克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的组的一种或多种或其组合。
在各种实施方式中，微生物包括选自由嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)、纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)或克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)组成的组的一种或多种或其组合。
在各种实施方式中，微生物包括至少两种微生物的组合。在各种其他实施方式中，微生物包括至少三种微生物的组合。
在各种实施方式中，微生物包括至少两种微生物的组合，作为混合培养物一起温育，作用于包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物，以生产改性的未精制植物提取物。
在各种实施方式中，工艺还包括在加热改性的未精制植物提取物之前去除一种微生物或多种微生物以及由一种微生物或多种微生物产生的任何生物质的步骤。
在各种实施方式中，可通过过滤、离心或任何类似的去除方法进行去除。这样做的好处是可去除任何污染，从而得到干净的风味甜味剂。
在各种实施方式中，可将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与至少一种微生物在受控容器中温育，其中，在加工包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物期间，温度、pH或溶解氧含量中的至少一个是受控制的。在这样的实施方式中，可在受控容器中进行温育。受控容器是能够控制一个或多个操作参数的任何容器。在各种实施方式中，受控容器可以是生物反应器、培养箱或双层夹套蒸汽容器或任何其他可规模化的工业容器。在各种实施方式中，操作参数可以是温度、pH、溶解氧、生物量和/或任何化合物的浓度。
在各种实施方式中，保持受控容器中的温育处于卫生环境中，并处于对于温育所使用的特定微生物在生物学上合适的条件下。在各种实施方式中，温育可为好氧温育。在各种实施方式中，搅动可为从0rpm至1800rpm、或100rpm至1200rpm、或200rpm至1800rpm、或400rpm至1800rpm。在各种实施方式中，维持合适的溶解氧水平的充气可包括适合所使用的微生物的任何量。在各种实施方式中，充气可包括0vvm(每体积培养基每分钟的气体体积)至2vvm之间、或0.1vvm至1vvm、或0.1vvm至0.5vvm、或0.1vvm至0.3vvm。在各种实施方式中，pH范围可以是适合用于温育的微生物的任何生物学相关的范围。在各种实施方式中，pH范围可包括3.9至7.5，添加或无需添加碳酸钠来调整pH。在各种实施方式中，温育的温度可包括适合所使用的微生物的任何温度。在各种实施方式中，温育的温度可包括20℃至40℃。在各种实施方式中，温育时间可包括适合用于微生物代谢的任何时间，并可包括1小时至24小时。
在各种实施方式中，工艺还包括用第二微生物对改性的未精制植物提取物进行第二温育。在各种实施方式中，第二温育可以是相继的。在各种实施方式中，第一温育可包括用一种或多种微生物进行温育，随后在第二温育种用一种或多种微生物进行相继的第二接种。
在各种实施方式中，工艺还包括加热改性的未精制植物提取物以蒸发水并形成浓缩物，并在高于沸点的温度下蒸煮浓缩物以形成粘性糖浆或固体产品。
在各种实施方式中，蒸煮浓缩物产生风味和色泽，由此释放挥发性化学物质。
在各种实施方式中，对改性的未精制植物提取物进行加热和蒸煮直至达到温度和折光率法干物质含量分别为80℃至170℃和50°Bx至100°Bx，或特别地110℃至130℃和75°Bx至95°Bx，且尤其地至约120℃和90°Bx，以便形成粘性糖浆或固体产品。
在各种实施方式中，工艺还包括降低风味甜味剂的蔗糖浓度或降低椰糖的蔗糖浓度的步骤。
在各种实施方式中，降低风味甜味剂的蔗糖浓度的步骤包括使风味甜味剂结晶并进行选择性洗涤，从而将风味甜味剂糖浆从留下的蔗糖晶体中分离。这种通用方法包括洗糖。
在各种实施方式中，在使用之前可使风味甜味剂陈化并熟化一段时间，范围为1天至2个月。在各种实施方式中，可通过使用添加剂来稳定或增强甜味剂的色泽、质地、芳香和风味，添加剂包括椰糖、着色剂、护色剂、抗氧化剂、防结块剂、油、保湿剂、干燥剂、酸度调节剂、防腐剂、风味分子和风味分子的混合物、风味提取物、诸如谷氨酸单钠的风味增强剂、植物提取物和甜味剂，以及麦芽酚。
在各种实施方式中，工艺还包括将风味甜味剂与其他甜味剂混合的步骤。
这样做的优点是可形成混合风味的甜味剂。在各种实施方式中，其他甜味剂可包括椰糖、粗糖或将允许风味甜味剂保持其特有风味的任何其他甜味剂。
在各种实施方式中，工艺还包括通过从改性的未精制植物提取物、或风味甜味剂、或风味甜味剂的糖浆、或风味甜味剂的晶体相或椰糖中分离一种或多种风味分子来制备风味提取物的步骤。
在各种实施方式中，一种或多种风味分子包括3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮；4-羟基-3-甲氧基苯甲醛；4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮；3-甲基硫烷基丙醛；乙酸；2-甲基丁酸/3-甲基丁酸；2-苯基丙酸/3-苯基丙酸；苯乙酸；2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚；(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮；2-甲基丁醛/3-甲基丁醛；(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛；2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚；或2-甲氧基苯酚中的任何一种。
由于这种新型工艺和产品是利用微生物代谢通过生物催化或代谢过程来产生风味分子的，因此这种新型工艺和产品也是天然风味分子的来源。在各种实施方式中，一种或多种分离的风味分子可用于给其他甜味剂调味，以生产具有所需椰糖特点的风味甜味剂。
本发明的另一方面提供了改性的未精制植物提取物，其可通过包括将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育以形成改性的未精制植物提取物的方法获得。
在各种实施方式中，包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物包括上述任何一种实施方式中限定的任何一种，且至少一种微生物包括上述任何一种实施方式中限定的任何一种。
本发明的另一方面提供了可由本文公开的工艺获得的风味甜味剂，还包括：第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在；以及，第三特点，包括选自包括以下的组的至少一个：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸、2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
在各种实施方式中，第一特点包括选自包括以下的组的至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；在各种实施方式中，风味甜味剂包括糖浆、糊状物(膏)、以散装、块状或颗粒形式存在的无定形或半晶体固体中的任何一种。
在各种实施方式中，第二特点包括：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在。
在各种实施方式中，第三特点包括选自包括以下的组的至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个、至少七个、至少八个、至少九个、至少十个、至少十一个、至少十二个、至少十三个或至少十四个：3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮；4-羟基-3-甲氧基苯甲醛；4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮；3-甲基硫烷基丙醛；乙酸；2-甲基丁酸/3-甲基丁酸；2-苯基丙酸/3-苯基丙酸；苯乙酸；2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚；(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮；2-甲基丁醛/3-甲基丁醛；(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛；2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚；或2-甲氧基苯酚。
在各种实施方式中，减少蔗糖的风味甜味剂包括蔗糖含量为低于40wt％。
在各种实施方式中，减少蔗糖的风味甜味剂包括蔗糖含量为10wt％至40wt％。
本发明的另一方面提供了可由如本文所述的工艺获得的风味提取物，包括选自包括以下的组的至少十种风味分子：3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮；4-羟基-3-甲氧基苯甲醛；4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮；3-甲基硫烷基丙醛；乙酸；2-甲基丁酸/3-甲基丁酸；2-苯基丙酸/3-苯基丙酸；苯乙酸；2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚；(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮；2-甲基丁醛/3-甲基丁醛；(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛；2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚；或2-甲氧基苯酚；或其组合。
在各种实施方式中，风味提取物包括选自由以下组成的组的至少十种、至少十一种、至少十二种、至少十三种、至少十四种风味分子：3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮；4-羟基-3-甲氧基苯甲醛；4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮；3-甲基硫烷基丙醛；乙酸；2-甲基丁酸/3-甲基丁酸；2-苯基丙酸/3-苯基丙酸；苯乙酸；2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚；(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮；2-甲基丁醛/3-甲基丁醛；(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛；2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚；或2-甲氧基苯酚。
本发明的另一方面提供了制造食物产品的工艺或方法，包括：(a)将包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物与一种微生物或多种微生物一起温育，以形成改性的未精制植物提取物；(b)加热改性的未精制植物提取物以生产风味甜味剂；(c)将风味甜味剂与额外的成分混合；以及(d)形成食物产品。
如本文所用，术语“食物产品”是指可以被动物(诸如哺乳动物，尤其是人)消耗、食用或者饮用的任何产品。这包括可以被动物消耗、食用或饮用的食品和饮料。
所述用于制造的工艺或方法降低了加工成本并实现了规模经济效益，对产品的优越的产品质量控制，且不掺杂添加防腐性化学物质，并简化了从农场大门到消费者餐桌之间的供应链。
因此，风味甜味剂可以克服供应限制，并特别地在符合现有产品的质量标准的情况下，满足对诸如甜酱、巧克力、糖果和传统上使用椰糖作为成分的其他产品的食物产品的不断扩大的需求。风味甜味剂还有可能在广泛的其他食品和饮料应用中找到用途，这些应用迄今一直受到传统椰糖供应短缺且成本较高的限制。在各种实施方式中，食物产品可包括其他食品和饮料应用，诸如零食、小吃、甜点、基于碳水化合物的熟食如包点、米饭和面条、加工食品、蘸酱、汤、肉汁、炖品、咖喱、涂抹酱、果酱、糖浆、调料、腌制食品、油炸产品、烘焙产品、能量棒、饮料诸如咖啡、茶、能量饮料、麦芽饮料、浓浆、甜饮料、宠物食品以及使用诸如甜大豆酱油的调味品的所有其他食品应用。尤其地，可以通过将风味甜味剂或减少蔗糖的风味甜味剂与可可粉、水和其他成分，任选地奶、可可脂、坚果、水果和其他内含成分、增味剂诸如太妃糖和咖啡、香草醛和/或香草和乳化剂混合来制备巧克力。
在各种实施方式中，用于制造的工艺或方法还包括在加入成分之前降低风味甜味剂的蔗糖含量。
在各种实施方式中，额外的成分包括酱。
在各种实施方式中，额外的成分包括大豆酱油。
在各种实施方式中，额外的成分包括盐溶液和乙酸或醋。
在各种实施方式中，额外的成分包括香料、植物提取物；增味剂；或风味增强剂或风味提取物和/或风味分子。
在各种实施方式中，额外的成分还包括面粉或淀粉和油，优选地为植物油。
在各种实施方式中，额外的成分包括具有低血糖指数的甜味剂，异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖或D-塔格糖。异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖和D-塔格糖构成具有低血糖指数的甜味剂的实例。
在各种实施方式中，额外的成分包括巧克力；干果；姜；种子；坚果；奶；奶油；奶油冻；黄油；可可；美禄(milo)；醋；蔬菜或肉辣椒(酱)；洋葱；蒜；姜；柠檬草(香茅)；罗望子；姜黄；肉桂；芫荽；或胡椒或肉中的任何一种。
在各种实施方式中，用于制造的工艺或方法还包括在形成食物产品之前加热混合物的步骤。
在各种实施方式中，用于制备风味甜味剂的工艺也可推广到用于制造如本文所述的食物产品的方法中。
在各种实施方式中，食物产品包括甜酱。在各种实施方式中，将甜酱制成粉末或糊状物，其中添加物还包括面粉或淀粉和/或植物油。任何合适的基于淀粉的面粉都是合适的，诸如小麦粉、马铃薯粉、玉米粉、木薯粉或本领域已知的任何其他基于淀粉的面粉。
在各种实施方式中，可以通过将如本文所述生产的风味甜味剂与额外的成分，诸如水、盐溶液、醋、大豆酱油、传统生产的CNS或甜酱、诸如谷氨酸单钠的风味增强剂、香料、植物提取物、增味剂、风味提取物、风味分子和风味分子的混合物、面粉、基于淀粉的成分、植物油、防腐剂、抗氧化剂和诸如焦糖的着色剂相混合，进行或未进行额外的加热工艺，从而生产甜酱产品。在各种实施方式中，甜大豆酱油产品可以是酱、蘸料、糖浆、糊状物或粉末的形式。
如本文所用，术语“甜酱”是指甜的咸酱，包括如本文所述生产的甜味剂、水和大豆酱油。
如本文所用，术语“甜辣酱”是指辣的甜的咸酱，包括如本文所述生产的甜味剂、水、辣椒(酱)、蒜和大豆酱油。
如本文所用，术语“甜洋葱酱”是指有蒜和洋葱的甜的咸酱，包括如本文所述生产的甜味剂、水、蒜、洋葱和大豆酱油。在各种实施方式中，洋葱是红洋葱。
本发明的另一方面提供了可由如本文所述的用于制造食物产品的工艺或方法获得的食物产品，包括：第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为0.5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在；以及，第三特点，包括选自包括以下的组的至少一个：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚，其中，第一、第二和第三特点与食物产品的风味甜味剂含量成比例。
在各种实施方式中，食物产品还包括具有低血糖指数的甜味剂，异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖或D-塔格糖。异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖和D-塔格糖构成具有低血糖指数的甜味剂的实例。
在各种实施方式中，食物产品包括与可可粉或巧克力浆、水或可可脂以及其他成分，包括巧克力任选地奶、可可脂、坚果、水果、增味剂、香草醛或香草、咖啡、太妃糖或乳化剂、卵磷脂或聚蓖麻酸聚甘油酯相组合的风味甜味剂或减少蔗糖的风味甜味剂。
在各种实施方式中，食物产品还包括巧克力；干果；姜；种子；坚果；奶；奶油；奶油冻；黄油；可可；美禄；醋；蔬菜或肉辣椒(酱)；洋葱；蒜；姜；柠檬草；罗望子；姜黄；肉桂；芫荽；或胡椒中的任何一种。
在各种实施方式中，食物产品还包括额外的成分。
在各种实施方式中，额外的成分包括香料、植物提取物；增味剂；或风味增强剂或风味甜味剂。
在各种实施方式中，额外的成分包括酱。
在各种实施方式中，额外的成分包括大豆酱油或甜大豆酱油。
在各种实施方式中，额外的成分包括盐溶液和乙酸或醋。
在各种实施方式中，额外的成分包括任何丹贝(tempeh)或青豆。
在各种实施方式中，额外的成分包括辣椒(酱)、蒜、大豆酱油、青豆、洋葱、玉米、胡萝卜、马铃薯或鸡肉中的任何一种。
在各种实施方式中，食物产品还包括面粉和/或淀粉。
在各种实施方式中，食物产品还包括油，优选地植物油。
本发明的另一方面提供了可由如本文所述的用于制造食物产品的工艺或方法获得的甜酱，该甜酱包括：第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40wt％；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1wt％存在；钾与钠的重量比为0.5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1wt％存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1wt％存在；以及，第三特点，包括选自包括以下的组的至少一个：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚，其中，第一、第二和第三特点与甜酱的风味甜味剂含量成比例。
在各种实施方式中，甜酱还包括减少蔗糖的风味甜味剂、低血糖指数风味甜味剂或额外调味的甜味剂、额外调味的减少蔗糖的风味甜味剂或额外调味的低血糖指数风味甜味剂、椰糖或粗糖面粉和/或淀粉或植物油或其任何组合。
本发明的另一方面提供了降低风味甜味剂中蔗糖含量的工艺，包括洗糖、过滤、离心或溶剂萃取。
在各种实施方式中，减少蔗糖的工艺中使用的风味甜味剂包括本文所述的风味甜味剂中的任何一种，或椰糖。
在各种实施方式中，减少蔗糖的工艺还包括向减少蔗糖的风味甜味剂中加入具有低血糖指数的甜味剂。
在整篇文件中，除非另有说明，否则术语“包括(comprising)”、“具有”等应解释为非详尽无遗的，或换言之，意为“包括但不限于”。
此外，在整篇说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括(include)”或诸如“包括(includes)或“包括(including)”的变化形式应理解为暗示包括所述整体或整体的组合，但不排除任何其他整体或整体的组合。
如说明书中所用，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”及“所述/该(the)”包括复数指示物。
除非另有限定，否则本文使用的所有技术和科学术语当与本文题述主题所属的领域中技术人员所通常理解的含义相同。
本领域技术人员还应理解的是，可以将上述特征的非替代物或代替物的变体和组合进行合并，从而形成落入本发明的预定范围内的其他实施方式。
实施方式
目前的市场由一系列具有不同风味特点和化学组成的CNS和甜酱组成，这些CNS和甜酱已经过多年的半独立开发，且现在仍在生产和使用以满足当地的偏好。
为了满足对一系列不同风味的甜味剂和甜酱产品的需求，我们开发了可以适应各种各样修改的通用工艺，从而生产出不同偏好的消费者所需的这些产品。
此外，新工艺使用可大量获得的天然食物品质含糖原材料，诸如来自耕种的甘蔗种的甘蔗汁，其相比于椰子花序树液，生产规模大得多且每公顷产量更高。因此，可以以显著低于传统CNS和甜酱的成本获得由它制成的风味甜味剂和甜酱。
这种通用新工艺基于三个关键的单元操作：对包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物进行温育、蒸发和蒸煮。蒸煮之后，可以进行冷却并以糖浆、糊状物、散装、块状或颗粒的无定形或半晶体固体形式获得风味甜味剂。这种风味甜味剂产品可用于通过与大豆酱油一起加热来制备甜酱，作为天然风味提取物和风味分子的来源，并以较少的蔗糖和降低的血糖指数的形式存在。可以将这种甜酱进一步加工成粉末或糊状物形式。
工艺
原材料
用于温育的基质和用于风味甜味剂的原材料为包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物。这种提取物可以来自糖料作物，诸如甘蔗、甜菜、甜高粱和龙舌兰；树，诸如椰子棕榈、巴尔米拉棕榈(palmyra palm)、海枣棕榈、糖海枣棕榈和枫树；以及水果，诸如杏、香蕉、芒果、油桃和/橙。风味甜味剂的风味剖析很大程度上取决于原材料。在实例中，原材料可以是甜菜汁。
用于椰糖的原材料是椰子棕榈花序树液，且作为传统产品通常被视为制定产品标准，诸如风味质量标准。本文概述的工艺可以通过受控且优化的温育和蒸煮工艺来生产高质量椰糖替代物，确保始终如一的高质量产品。为了解决椰子棕榈花序树液的供应受限、可规模化性差以及价格昂贵等问题，现已将甘蔗汁认定为总体最佳原材料。在甘蔗的情况下，通过首先切碎甘蔗茎秆，然后碾磨和/或使糖渗出来，从而提取汁。
原材料是未精制的是指尚未经过诸如精制白糖的生产中所进行的洗糖和用树脂和活性炭处理的工艺。通过本文所概述的工艺，在有微量营养素的水中使用诸如纯蔗糖或葡萄糖的精制的植物提取物不能生产出具有可接受风味质量的风味甜味剂。使用包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物作为原材料赋予了诸如温育不需要额外的微量营养素以及风味甜味剂的风味更好、更自然的优势。包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物可以是粗的(未加工的)，或者是通过诸如过滤、澄清、煮沸、结晶和离心的一个或多个单元操作而经部分加工的。离心和精制的副产物是甘蔗糖蜜，其在单独使用时不能生产出有可接受质量的风味甜味剂，但当与甘蔗汁混合时可以获得可接受的产品，如实施例4中所述。
与葡萄糖和果糖相比，作为主要溶质存在的蔗糖除了为风味甜味剂提供甜味之外还更加不易潮解，允许获得相对干燥的风味甜味剂产品，具有高渗透压，并因此具有良好的保质期。
因此，使用来自甘蔗的包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物来制备质量优良的椰糖替代产品是可行的，诸如使用甘蔗汁(实施例1和实施例2)、粗糖(实施例3)、甘蔗汁与甘蔗糖蜜的混合(实施例4)和甘蔗糖浆(实施例5)。
微生物
本文所使用的微生物由于其在好氧条件下生长良好因而是好氧的，且其在有高渗透压的培养基中生长因而是耐渗透压的，并且它们对包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物进行改性使得其在加热时产生椰糖样风味。术语“微生物”意为包括任何单细胞或多细胞微生物(无论是天然存在的还是通过重组DNA技术产生的)。此外，“微生物”还意为包括能进行本发明所述的温育过程的任何细胞。这些细胞可以是活细胞(无论是天然存在的还是通过重组DNA技术产生的)、人造细胞、血影细胞或假病毒体，以服务于多个目的中的任何一个。术语“人造细胞”或最小细胞意为包括模拟生物细胞的一种或多种功能的任何工程化颗粒，可创造这样的细胞以包含产生可以生成本发明的椰糖替代物样风味的所有风味分子和风味前体所需的代谢途径。
微生物可以以可移动形式或固定形式使用，诸如在卡拉胶中或海藻酸盐小丸中。
微生物可用于单一培养或混合培养。通过使用互补的不同微生物菌种的混合培养可以获得更好的风味。
微生物包括包含嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)或克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种的组。在实施例1、实施例4和实施例8中使用嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)&弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的二元混合培养，在实施例2、实施例3和实施例5中使用枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)&弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的二元混合培养。在实施例6中使用克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种的单一培养。
温育
可以在任何合适的培养基中进行温育。在各种实施方式中，可以采用确定的(成分确定的)培养基方法。确定的发酵培养基是指其中仅存在且以最优的数量存在微生物或细胞生长及其生产期望的产品所需的那些化学上确定的(化学成分确定的)组分的培养基。开发确定的培养基是发酵技术中使用的标准方法，通常是为了降低所使用的生产培养基的成本，并从而降低总体制造成本。可以分析椰树液和甘蔗汁来确定所有有助于微生物菌株生长的分子，以及作为制备本发明的椰糖替代物所需的风味分子和风味前体分子的原材料的分子。然后使用这种培养基进行发酵，随后加热发酵后的确定的培养基。这种方法还具有的优点是没有必要需求如发酵产品中存在的那么多的蔗糖，使得仅需加入的量的蔗糖就可以最好地满足最终使用的产品。
温育是在卫生的条件下进行的，即对包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物进行巴氏杀菌并接种所选择的微生物。可以改变温育的操作条件，诸如折光率法干物质(RDS)、时间、温度、压力、pH、搅动、充气和溶解氧浓度，以减少加工时间和/或改性风味甜味剂的风味。
好氧温育可以在RDS为从8°Bx至30°Bx、时间为从1小时至24小时、温度为从20℃至40℃、压力为从1bar至5bar、pH为从4至10、线性端速为从0m/s至10m/s、充气为从0vvm至2vvm(每体积培养基每分钟的气体体积)和相对溶解氧浓度为从20％至100％的范围内进行操作。
对于制备椰糖替代产品，考虑到微生物生长速度和得到的风味甜味剂的风味，则当甘蔗提取物的RDS在12°Bx至16°Bx的范围内，pH为6左右，温度为33℃，温育时间在3至5小时的范围内，且溶解氧浓度为30％时是最佳的。
在实施例2中就微生物菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的组合对温育时间的作用进行了测试。从改性的未精制植物提取物中生产的风味甜味剂的质量在温育期间增加，在3至4hrs左右达到峰值，然后下降。这种风味甜味剂质量的下降与任何存活的弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)细胞的相对突然的损失有关，弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)的活细胞数从接种时的约5.5×105CFU/mL的浓度增长至温育3hr后的4.0×106CFU/mL的浓度，而枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的活细胞数已从开始的7.5×105CFU/mL增长至3hr后的1.6×107CFU/mL，但与弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)不同，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)会继续增长，在5hr后达到3.1×108CFU/mL的浓度，之后很久才检测到最终已没有存活的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)细胞，但导致的结果只是较低质量的不同味道的产品。因此，风味甜味剂质量的变化与温育的微生物学随时间的变化有关。
微生物生物质和由微生物产生的生物质可以在蒸煮之前任选地通过离心或过滤去除，以产生不同风味特性的风味甜味剂。
温育过程的产品被称为改性的未精制植物提取物，且在进一步使用之前，可以诸如通过浓缩、加热、冷却或添加化学物质来稳定改性的未精制植物提取物抵抗微生物活性。
蒸发
蒸发是从改性的未精制植物提取物中去除水，直至其具有适合进入产生风味的蒸煮工艺的浓度的工艺，这通常意味着RDS为约60°Bx至70°Bx，但例如低至20°Bx的较低的RDS可能适用于特殊产品。在实施例1至实施例4中，与制备CNS的传统方法类似在开锅式(open-pan)中进行蒸发。在工业规模上，可以通过使用自然循环蒸发器、强制循环蒸发器、板式蒸发器、降膜蒸发器和/或升膜蒸发器来实现更节能的蒸发。
蒸煮
蒸煮工艺不同于蒸发的地方在于，在蒸煮工艺中由于使用的温度和/或浓度较高而发生美拉德(Maillard)反应和焦糖化反应，并由此产生风味。操作变量为RDS、时间、温度、压力、pH、搅动、充气和添加诸如鼠李糖的风味前体，添加诸如4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、3-羟基-2-甲基-4(4H)-吡喃酮和/或4-羟基-3-甲氧基苯甲醛的风味分子以及添加诸如其他CNS和/或糖蜜的互补产品。
在开锅式工艺中，压力固定在1个大气压，且RDS、时间和温度是由锅表面积和效应以及温育产物的依数(即沸点升高)性质联系起来的因变量。
在开锅式工艺中，根据RDS、时间和温度这些相互依赖的变量，可以控制风味甜味剂产品的形式。风味甜味剂糖浆可以由温育的甘蔗汁在约50°Bx至75°Bx和102℃至110℃下制成，糊状物在约80°Bx和115℃下制成，以及固体产品可以在约90°Bx至95°Bx和120℃下制成。固体可以仅通过冷却(实施例1至实施例4)制成无定形的，或者可以通过剧烈搅拌(实施例2)或通过在冷却同时加入蔗糖晶种而制成半晶体。蒸发和蒸煮的总能耗为约2,300kJ/kg的温育甘蔗汁，不考虑任何热损失或结晶的热。
当包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是甘蔗汁时，发现开锅式工艺的最佳工艺条件为约120℃、90°Bx和60分钟的蒸发时间，随后30分钟的蒸煮时间。图1示出了在温育甘蔗汁的开锅式蒸发和蒸煮工艺中温度、RDS和pH随时间的变化。
在使用诸如真空锅、加压容器或刮板式表面换热器的设备的工业工艺中，可以通过调节压力来相互独立地控制RDS和温度，即RDS没有下限。真空锅可以在RDS高至85°Bx和温度低至65℃下容易地操作，且蒸汽加热加压的蒸煮容器可以在90°Bx和130℃下容易地操作，而在刮板式表面换热器中可以达到100°Bx的RDS和高达170℃的温度，其中降低了高粘度和粘焊(滞留，burn-on)作用。
任选地，可以通过加热至比120℃更高的温度以便增强例如其烧焦风味，从而制备风味更强的甜味剂产品。可以使用此第二风味甜味剂产品作为增味成分，特别地加入到如本文生产的风味甜味剂产品中，以便增进某些风味特点。
任选地，可以通过添加诸如半胱氨酸、鼠李糖和苏氨酸的一种或多种风味前体以产生呋喃酮风味特点，通过在蒸煮工艺期间进入产生风味的反应，或通过添加诸如4-羟基-3-甲氧基苯甲醛的一种或多种风味分子以改善风味甜味剂的味道，从而增强风味甜味剂产品的风味。
任选地，可使风味甜味剂熟化以进一步产生风味。熟化可能需要1天至2个月。
甜酱制备
风味甜味剂可用于制备甜酱，且此产品在需要区别于其他甜酱时是指用风味甜味剂制成的甜酱。这样制成的甜酱可以由之前生产的风味甜味剂通过加热并与盐水(实施例7)或大豆酱油混合而制成。甜酱也可以在“一锅式”工艺中制备，如实施例8中所述，其中在蒸煮工艺的最后将盐水或大豆酱油加入风味甜味剂中。在此加热和混合工艺期间可能发生风味产生，且操作变量为大豆酱油用量、RDS、时间、温度、压力、pH、搅动、添加诸如鼠李糖的风味前体，添加诸如4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、3-羟基-2-甲基-4(4H)-吡喃酮、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛和乙酸(实施例7)的风味分子以及添加诸如粗糖、其他风味甜味剂、CNS和/或糖蜜的互补产品。
所使用的大豆酱油的用量取决于在用风味甜味剂制成的甜酱中想达到的甜度和咸度平衡，且范围为从约20wt％至100wt％。蒸煮温度为80℃至110℃，持续时间为10分钟至2小时。
对于“一锅式”开锅式工艺，当包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是甘蔗汁时，最佳工艺条件为向其中加入的近似大豆酱油用量为用风味甜味剂制成的甜酱的约25wt％，加入与大豆酱油量相当的量的自来水以平衡工艺中蒸发的水，蒸煮温度为80℃进行60分钟，产生RDS为约80°Bx的粘性酱，如实施例8中所述。
这样产生的甜酱也可以与健康的(有益健康的)药草、花、叶、根、果实和其他植物提取物组合使用，诸如存在于传统的中医或印尼医学(jamu)中的。这些健康成分包括姜、高良姜、姜黄素、肉桂、姜黄、胡芦巴、罗望子、蓝莓和葡萄。也可以直接将这些健康成分中的活性分子花青素添加到用风味甜味剂制成的甜酱中。
任选地，可使这样产生的甜酱熟化以进一步产生风味。熟化可能需要1天至2个月。
粉末或糊状制剂
通过本文所述的工艺生产的风味甜味剂或通过传统工艺生产的CNS可以配制成能够成型为例如浓缩固体汤料(stock cubes)的干粉或糊状物。干粉风味甜味剂是通过在约80℃至120℃下将如在此中所述制备的风味甜味剂与约20wt％至40wt％的淀粉或面粉低速混合，随后干燥并研磨而制成的。糊状风味甜味剂可以以类似的方式在约80℃至120℃下用约0wt％至20wt％的淀粉或面粉，随后干燥并研磨来制备。所使用的淀粉或面粉可以基于小麦、马铃薯、木薯、玉米或其他含淀粉植物。该产品也可以由CNS制备。这种类型的产品在实施例11中进行了示例性说明。
无论通过本文所述的工艺还是通过传统工艺生产的甜酱都可以配制成能够成型为例如浓缩固体汤料的干粉或糊状物。干粉甜酱是通过在环境温度下将如在此中所述制备的甜酱与约50wt％至70wt％的淀粉或面粉低速混合而制成的。糊状甜酱可以以类似的方式通过搅拌炒制约30wt％至50wt％的淀粉或面粉与植物油并混合于甜酱中来制备。所使用的淀粉或面粉可以基于小麦、马铃薯、木薯、玉米或其他含淀粉植物。这种类型的产品也可以从商购甜酱中制备，且适合用于浓缩固体汤料或锭剂。这些产品也在实施例11中进行了示例性说明。
减少蔗糖的风味甜味剂
本文概述的方法也可用于从改性的未精制植物提取物、风味甜味剂或用风味甜味剂制成的甜酱来制备减少蔗糖的风味甜味剂和天然风味提取物，诸如通过洗糖、过滤、离心或溶剂萃取。
实施例9中示出了使用过滤来产生减少蔗糖的风味甜味剂的类似洗糖的方法，其中，通过用乙醇和水的混合物进行洗涤从而将半晶体风味甜味剂中的蔗糖晶体从无定形基质中分离。据估计在此工艺中去除了三分之一的蔗糖，相当于风味甜味剂总质量的约15wt％。
可以将诸如异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖或塔格糖的低血糖指数甜味剂添加到这些减少蔗糖的风味甜味剂中，以增加其甜味而不增加其GI潜能或致龋性。
天然风味提取物
本文概述的方法也可用于从改性的未精制植物提取物、风味甜味剂或用风味甜味剂制成的甜酱制备天然风味提取物和/或天然风味或香味化学物质，诸如通过溶剂萃取、超临界CO2萃取、蒸馏、气体冷凝、渗析、吸收、吸附、过滤或旋转锥工艺。
实施例10中示出了使用二乙醚制备天然风味提取物的溶剂萃取方法。
产品
概述
在实施例1中，使用在甘蔗汁中温育的微生物嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)制备风味甜味剂A(FS-A)。
在实施例2中，使用在甘蔗汁中温育的微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)制备风味甜味剂B(FS-B)。
在实施例3中，使用在稀释的粗糖中温育的微生物嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)制备风味甜味剂C(FS-C)。
在实施例4中，使用在甘蔗汁和甘蔗糖蜜的1:1混合物中温育的微生物嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)制备风味甜味剂。
在实施例5中，使用用稀释的甘蔗糖浆温育的微生物枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)制备风味甜味剂。
在实施例6中，使用用甘蔗汁温育的微生物克鲁维酵母菌(Klyveromyces)制备风味甜味剂。
在实施例7中，制备了由风味甜味剂、盐水和任选地醋制备的甜酱。该制备甜酱的工艺使用与实施例2相同的工艺，但向风味甜味剂产品中加入适量的盐水和任选地醋。
在实施例8中，制备了风味甜味剂A酱(FS-A酱)。该制备甜酱的工艺使用与实施例1相同的工艺，但在蒸煮阶段期间加入适量的大豆酱油，并在80℃下再蒸煮约1小时。
在实施例9中，制备了减少和增加蔗糖的风味甜味剂。该工艺使用与实施例2相同的工艺，但采用类似洗糖的洗涤过滤工艺以将风味甜味剂分成减少和增加蔗糖的部分。
在实施例10中，制备了风味甜味剂、椰糖和甜酱的风味提取物。通过溶剂萃取和浓缩制备风味提取物。
在实施例11中，制备了粉末和糊状风味甜味剂以及甜酱。这些粉末和糊状产品是通过与淀粉或面粉以及任选地植物油混合而制成的。
在实施例12中，制备了有风味甜味剂的食物和饮料产品。这些产品包括巧克力棒、榛子酱、布丁、杏仁能量棒和姜茶。
在实施例13中，制备了具有由风味甜味剂制成的甜酱的食物产品。这些产品包括用风味甜味剂制成的甜辣酱、用风味甜味剂制成的甜洋葱酱、使用用风味甜味剂制成的甜酱制备的丹贝和青豆、具有用风味甜味剂制成的甜酱的空气油炸甜玉米以及使用用风味甜味剂制成的粉末甜酱制备的炖鸡。
风味甜味剂的感官和分析评价
CNS的基本质量特点是红棕色、微晶质地以及风味主要是焦糖味和焦味的甜味。焦糖味是熔融原糖的特征味，而焦味是焦化糖的特征味。
通过感官评价和化学分析这两种方法对风味甜味剂与两种高质量传统CNS(CNS-A和CNS-B)在基本质量特点方面的相似性进行评估。
感官评价可在表1中查看，并包括风味甜味剂相对于传统CNS的色泽、质地、甜味和咸味评估。很明显，风味甜味剂在色泽、质地、甜度和咸度上与传统产品相似。
通过表2中对蔗糖、葡萄糖、果糖、钠和钾的化学分析对感官评价进行补充。CNS-A包含约70wt％的总糖，而FS-A实际上包含更多，约75wt％的总糖。CNS-A和FS-A两者在咸度上均被评为10，且具有的钠含量分别为约0.4wt％和0.1wt％，以及钾含量分别为约0.6wt％和1.2wt％。
还通过测定谷氨酸(GA)和谷氨酸单钠(MSG)；肌苷单磷酸(IMP)和肌苷酸二钠(DSI)；以及鸟苷单磷酸(GMP)和鸟苷酸二钠(DSG)的浓度来分析风味甜味剂的鲜味特点。结果表明，风味甜味剂包含0.09wt％GA、0.10wt％MSG以及0.11wt％IMP和0.13wt％DSI，但在0.05wt％的水平上未检测到GMP和DSG。这与CNS-A形成对比，在CNS-A中六种化合物在0.003wt％的水平上均检测不到。这些鲜味分子是有效的风味增强剂，并因此对风味甜味剂和由其衍生的食物产品的感官特性十分重要。
鲜味分子很可能是由微生物的代谢产生的，而不是原本存在或在加热期间从原材料中产生的。这一点通过当将微生物在葡萄糖或蔗糖上排他性温育时会得到增加的鲜味来证实。
对CNS和风味甜味剂中各种风味类别是否存在进行的感官评价可以在表3中查看。最重要的风味是焦糖味，其次是焦味和烟熏味。风味甜味剂包含焦糖和焦味风味，如在CNS-A和CNS-B两者中均存在的。
风味的感官评价由对CNS-A、CNS-B和风味甜味剂A至C中存在的风味分子的芳香提取物稀释分析法(AEDA)所支持。在AEDA分析中，如实施例10中所述制备并分析风味提取物。由于分析法的性质，只能分析挥发性风味分子，即芳香分子，而无法分析诸如糖和盐的非挥发性风味分子。将风味提取物中的风味分子通过气相色谱法分离，并通过保留时间、芳香特点以及在有疑问的情况下通过质谱法进行鉴定。制备一系列连续的1:1稀释液，并对每个稀释液进行分析。其中可通过嗅闻察觉到风味分子的稀释的最高次数是风味稀释(FD)数，其是对芳香提取物中风味分子的强度的衡量。
在图2中，确定了在CNS-A、CNS-B、FS-A、FS-B、FS-C和FS-A酱中的至少一种中表现为风味稀释(FD)数大于5的由AEDA鉴定的风味分子，并与其FD数和风味类别一起列出。
在CNS-A和B中以最高强度存在的五种风味分子是相同的，且与表3中CNS的风味类别有明显的联系。因此，前五种风味分子：3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃-2-酮、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、5-乙基-3-羟基-4-甲基-2(5H)-呋喃酮和3-甲基硫烷基丙醛一定促成了CNS大部分常见的风味特点。相比之下，CNS-A和CNS-B在表4中示出的剩余风味分子上存在显著差异。存在于CNS-A中但不存在于CNS-B中的发酵风味可能与CNS-A中出现的某些酸性化合物(诸如乙酸、2-甲基丁酸/3-甲基丁酸和2-苯基丙酸/3-苯基丙酸)的高FD数有关。CNS-A和CNS-B确实有表3中未反应出的风味细微差别，且这些细微差别最可能与表4的下半部分中的风味分子组成的差异有关。
风味甜味剂A(FS-A；如实施例1中的)中，3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃-2-酮和4-羟基-3-甲氧基苯甲醛的FD数相当，但4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮和5-乙基-3-羟基-4-甲基-2(5H)-呋喃酮的FD数显著偏低。4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮和5-乙基-3-羟基-4-甲基-2(5H)-呋喃酮是有效的焦糖风味分子，因此其FD数较低表明在FS-A中焦糖风味的强度较低。然而，FS-B包含的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮的FD数为10，表明FS-B与CNS的匹配较好。FS-C包含的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮的FD数为10，且5-乙基-3-羟基-4-甲基-2(5H)-呋喃酮的FD数为9，因此与CNS中存在的前5种风味分子高度匹配。风味甜味剂的芳香特点都有很大一部分来自(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮的作用，已知其具有花香或苹果样风味。风味甜味剂包含多种酸性风味分子，诸如乙酸和2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，其在CNS-A中存在的强度高于CNS-B中。
表1.CNS-A、CNS-B、FS-A(实施例1)、FS-B(实施例2)和FS-C(实施例3)的色泽、质地和味道评估。色泽和质地通过视觉评估，且质地还通过产品的口感来评估。品尝CNS和风味甜味剂在自来水中的15wt％稀释液。首先品尝CNS-A，然后分别品尝风味甜味剂A、B或C。定义CNS-A在每个类别中的评分均为10，并将CNS-B、FS-A、FS-B和FS-C按此量表进行评分。该表包含由三位评审员所报告的平均评分，其中所有报道值均在平均值±1之内。
产品 色泽 质地 甜度 咸度
CNS-A 10 10 10 10
CNS-B 9 10 10 10
FS-A 12 6 9 9
FS-B 11 6 8 9
FS-C 16 6 11 8
表2.CNS-A和FS-A(实施例1)的RDS、分析的蔗糖、葡萄糖、果糖、钠和钾含量及pH值。通过手持折光仪(Atago，日本)使用在蒸馏水中1:1稀释的样品来测量RDS并将读数乘以2。通过认可的实验室用高效液相色谱法(HPLC)进行糖测定。通过手持pH计(Atago，日本)在用蒸馏水1:1稀释的样品中测量pH值。
表3.如由三名评审员组成的品尝小组所报告的CNS-A、CNS-B、FS-A(实施例1)、FS-B(实施例2)和FS-C(实施例3)中主要风味的存在情况。焦糖风味是熔融原糖的风味特点。焦味风味是焦化糖的风味特点。烟熏风味是木炭的风味特点。发酵风味是大豆酱油的普通风味特点。果香风味是水果的普通风味特点。
表4.基于在CNS-A、CNS-B、FS-A、FS-C、CNS酱和FS-A酱中的至少一种中具有FD数≥6的标准确定出有最高强度的20种风味分子。该表包含在CNS-A、CNS-B、FS-A(实施例1)和FS-C(实施例3)中有最高强度的20种风味分子的FD数。n.d.表示未检测到该风味分子。
甜酱的感官和分析评价
甜酱的基本质量特点是色泽黑而有光泽，黏度适合用作蘸酱，具有以焦糖和发酵风味为主的甜味、咸味和鲜味。发酵风味是大豆酱油的普通风味特点。
通过感官评价和化学分析这两种方法对由风味甜味剂制成的甜酱与椰糖衍生的甜酱(CNS酱)在其基本质量特点方面的相似性进行评估。
感官评价可在表5中查看，并包括用风味甜味剂制成的甜酱相对于CNS酱的色泽、质地、甜味和咸味评估。很明显，用风味甜味剂制成的甜酱在色泽、质地、甜度、咸度及整体适口性上均与CNS酱相似。
通过表6中对蔗糖、葡萄糖、果糖、钠和钾的化学分析来为CNS酱和FS-A酱的感官评价提供支持。CNS酱包含约60wt％的总糖，而FS-A酱包含约55wt％的总糖，且两者的甜度均被评为10。
CNS酱和FS-A酱的咸度评分分别为10和11。它们的钠含量分别为约1.5wt％和1.9wt％，且它们的钾含量分别为约0.4wt％和1.5wt％。至于CNS和风味甜味剂，似乎咸度评分主要与钠含量有关，而相对独立于钾含量。
对CNS酱和由风味甜味剂制成的甜酱中各种风味类别是否存在进行的感官评价可以在表7中查看。最重要的风味特别是焦糖味，其次是焦味和发酵味。由风味甜味剂制成的甜酱有焦糖和发酵风味，CNS酱中也有这样的风味。FS-A酱不具有CNS酱所具有的焦味和烟熏风味。
通过对大豆酱油、CNS酱和FS-A酱进行芳香提取物稀释分析(AEDA)来为风味的感官评价提供支持。在图3中，确定了由AEDA确定的在CNS-A、CNS-B、FS-A、FS-B、FS-C、CNS酱和FS-A酱中的至少一种中表现为风味稀释(FD)数大于5的风味分子，并且在表8中将这些风味分子与其FD数和风味类别一起列出。
在由CNS制成的甜酱中存在的十种最强烈的风味分子中，有7种也存在于CNS-A中存在的十种最强烈的风味分子中，从而证实了CNS对甜酱风味的重要贡献。
进行AEDA分析的大豆酱油来自与CNS酱相同的制造商，因此很可能与生产CNS酱所使用的大豆酱油是相同的或类似的。这种大豆酱油也被用来在实施例8中制备FS-A酱。这将最大限度地减小大豆酱油中的差异影响对CNS酱和FS-A酱之间的相似性的解读的风险。
FS-A酱中风味分子的FD数与CNS酱中风味分子的FD数基本吻合。事实上，FD数的差异大于1的风味分子仅为3-甲基硫烷基丙醛、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮和5-乙基-3-羟基-4-甲基-2(5H)-呋喃酮。FS-A酱中(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮的FD数较高，是由于这种化合物在FS-A中的FD数大；反之，5-乙基-3-羟基-4-甲基-2(5H)-呋喃酮的FD数较低，是由于其在FS-A中的FD数小。
表5.对椰糖衍生的甜酱(CNS酱)、使用风味甜味剂A制成的甜酱(FS-A酱；如在实施例8中)的色泽、质地及味道进行评估。通过涂抹在一张白纸上进行视觉观察来评估色泽。通过视觉和产品口感来评估质地。品尝纯净的产品，且在每次品尝甜酱之前和之后品尝CNS酱。将CNS甜酱定义为在每个类别中的评分均为10，并将用风味甜味剂制成的甜酱按此量表评分。该表包含由三位评审员所报告的平均评分，其中所有报道值均在平均值±1之内。
产品 色泽 质地 甜度 咸度
CNS酱 10 10 10 10
FS-A酱 10 11 10 11
表6.大豆酱油、椰糖酱(CNS酱)和风味甜味剂A酱(FS-A酱；实施例8)的RDS、分析的蔗糖、葡萄糖、果糖、钠和钾含量和pH值。通过手持折光仪(Atago，日本)使用在蒸馏水中1:1稀释的样品来测量RDS并将读数乘以2。通过认可的实验室用高效液相色谱法(HPLC)进行糖测定。通过手持pH计(Atago，日本)在用蒸馏水1:1稀释的样品中测量pH值。
表7.如由三名评审员组成的品尝小组所报告的椰糖酱(CNS酱)和使用风味甜味剂-A制成的甜酱(FS-A酱，如在实施例8中)中主要风味的存在情况。焦糖风味是熔融原糖的风味特点。焦味风味是焦化糖的风味特点。烟熏风味是木炭的风味特点。发酵风味是大豆酱油的普通风味特点。果香风味是果实的普通风味特点。
产品 焦糖味 焦味 烟熏味 发酵味 果香味
CNS酱 是 是 是 是 是
FS-A酱 是 否 否 是 否
表8.基于在CNS-A、CNS-B、FS-A、FS-C、CNS酱或FS-A酱中的至少一种中具有FD数≥6的标准确定出有最高强度的20种风味分子。该表包含在大豆酱油、甜酱和FS-A酱(实施例8)中有最高强度的20种风味分子的FD数。发现这些与上述CNS和风味甜味剂的样品中存在的那些相同。n.d.表示未检测到该风味分子。
风味甜味剂和酱的区别性特点
前面几节讨论了风味甜味剂与椰糖以及风味酱与甜酱在味道和风味上的相似性。相反，本节讨论风味甜味剂和风味酱的独特且区别性的特征。
风味甜味剂和椰糖之间的根本区别在于原材料和使用所选择的微生物对其进行改性。风味甜味剂的原材料是包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物，特别是甘蔗提取物。另一方面，椰糖是由椰子花序树液制成的，并且棕榈糖是由来自棕榈种(诸如巴尔米拉棕榈、海枣棕榈、糖海枣棕榈、桄榔棕榈和尼巴(nipa)棕榈)的提取物制成的。
这些棕榈种的共同之处在于，它们都通过C3代谢途径固定二氧化碳，这导致与那些通过C4机制固定二氧化碳的植物(诸如甘蔗)相比，其所有的含碳分子都相对缺少13C。C3植物具有的碳-13与碳-12同位素比(13C/12C)小于或等于千分之11，而C4植物具有的13C/12C大于或等于千分之11。已知二氧化碳固定的第三种机制是景天酸代谢(CAM)，其13C/12C范围为约千分之11.09至千分之11.11，与C4植物在13C/12C上重叠。
表示碳-13与碳-12上的差异的可替代方式是通过同位素特征δ碳-13(δ13C)，其相对于物质Pee Dee Belemnite(PDB)被定义为：
通常，PDB具有高的13C含量，且通过上述定义具有的δ13C＝0。由于与PDB相比所有植物都相对缺少13C，因此它们具有负的δ13C值。C4植物的δ13C的范围为-5‰至-20‰，CAM植物的为-11‰至-13.5‰，且C3植物的为-20‰至-40‰。C3、C4和CAM植物的一些实例及其13C/12C和δ13C在表9中给出。
表9.各种产生蔗糖的植物的二氧化碳固定途径、碳-13与碳-12的比(13C/12C)和相对于Pee Dee Belemnite的碳同位素特征(δ13C)。1,2
植物种类 CO<sub>2</sub>固定途径 <sup>13</sup>C/<sup>12</sup>C(‰) δ<sup>13</sup>C(‰)
甜菜 C<sub>3</sub> 10.90 -30
椰子棕榈 C<sub>3</sub> 10.97 -24
高粱 C<sub>4</sub> 11.07 -14.5
玉米 C<sub>4</sub> 11.08 -14
龙舌兰 CAM 11.09 -13
甘蔗 C<sub>4</sub> 11.10 -12
区分由甘蔗原材料制成的风味甜味剂的另一种方式是乌头酸的存在，乌头酸存在于甘蔗汁中，并因此存在于风味甜味剂中，以大于0.1wt％的量。此外，风味甜味剂具有高的钾钠比(K/Na)，这可以由表2中的数据计算。CNS-A具有的K/Na为1.4，而FS-A具有的K/Na为10。
由于微生物的代谢作用，风味甜味剂包含相当数量的谷氨酸(GA)和谷氨酸单钠(MSG)，并且还包含核苷单磷酸，诸如肌苷单磷酸(IMP)、肌苷酸二钠(DSI)、鸟苷单磷酸(GMP)和鸟苷酸二钠(DSG)。GA和MSG之和被确定为0.19wt％，且存在的IMP、DSI、GMP和DSG之和被确定为至少0.24wt％，其中IMP和DSI似乎占了大部分。在CNS中未在0.003wt％的水平上检测到这些化合物中的任何一种。
此外，由于未通过加入亚硫酸钠来稳定风味甜味剂抗微生物生长，因此它所含的亚硫酸根离子将少于5mM。
实施例
实施例1.使用用嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)温育的甘蔗汁来制备风味甜味剂的方法
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是粗甘蔗汁。粗甘蔗汁是通过经由台式甘蔗榨汁机的辊压榨甘蔗(Saccharum officinarum)而生产的，以产生pH为5.2且折光率法干物质含量为约12°Bx的甘蔗汁。将1kg的此包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物通过玛姿琳(muslin)棉布(诸如fabrique)粗过滤，并在由电热板(Heidolph，德国)加热的金属容器中于70℃至72℃下进行巴氏杀菌2min，偶尔用不锈钢勺搅拌。
将1kg的原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(MettlerToledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bio-block)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以一定的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，在30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿(比色杯)中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育之前和温育期间调节pH恒定为6.0。通过多重培养箱底部泵系统加入适量的2M Na2CO3来进行调节。通过向生物反应器中加入按体积计0.5％的接种物来启动温育，根据每种接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为5mL，而OD＝0.5得到接种体积为10mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。在33℃下进行温育5小时，监测pH和DO。DO和pH的时间分布曲线可参见图4。5小时之后停止温育。
蒸煮
将改性的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生温、棕、焦糖样芳香并产生深棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠直至变成固体无定形产品。
风味甜味剂(FS-A)的色泽、质地和基本味道评估可以参见表1，RDS、蔗糖、葡萄糖、果糖、钠和钾含量和pH参见表2，风味类别参见表3，以及最后最显著的风味分子参见表4。
实施例2.使用用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)温育且温育时间为2、3、4或5小时的甘蔗汁来制备风味甜味剂的方法
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是粗甘蔗汁。粗甘蔗汁是通过经由台式甘蔗榨汁机的辊压榨甘蔗(Saccharum officinarum)来生产的，以产生pH为5.3且折光率法干物质含量为约13°Bx的甘蔗汁。将1kg的此包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物通过玛姿琳(muslin)棉布(诸如fabrique)粗过滤，并在由电热板(Heidolph，德国)加热的金属容器中于70℃至72℃下进行巴氏杀菌2min，偶尔用不锈钢勺搅拌。
将1kg的原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(MettlerToledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bio-block)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以0.1vvm的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，在30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育之前将pH调至6.0。从无菌注射器经由入口加入适量的2MNa2CO3来进行调节。通过向生物反应器中加入按体积计0.5％的接种物来启动温育，根据每种接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为5mL，而OD＝0.5得到接种体积为10mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。同时进行四个不同的温育，并在33℃下进行2、3、4和5小时，监测pH和DO。分别在2、3、4、5小时之后，经由入口用无菌注射器取1mL改性的未精制植物提取物样品，并停止温育。使用该1mL改性的未精制植物提取物样品来评估温育的微生物学。
微生物学
通过使用涂布平板技术对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)菌株的CFU/mL进行计数。使用无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)用于稀释系列。将0.1mL稀释液转移至CMO 131胰酶大豆琼脂(TSA)(Oxoid，英国)上，并用L-形涂布器在TSA表面作圆周运动来进行涂布。这些样品一式两份。将板在33℃下温育24hr，并在此后进行计数。结果在具体实施方式的文本中示出。
蒸煮
将每种改性的包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生温、棕、焦糖样芳香并产生深棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠，直至除温育了5小时的产品之外均变成固体无定形产品，温育了5小时的产品变成固体微晶产品。
通过由三名评审员组成的品尝小组对不同温育时间的风味甜味剂产品的基本味道评估及风味类别进行评估。确定出的最好产品是温育4小时的产品，在文中记作风味甜味剂B(FS-B)。FS-B的色泽、质地和基本味道评估可以参见表1，风味类别参见表3，以及最后最显著的风味分子参见表4。
实施例3.使用用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)温育的粗糖来制备风味甜味剂的方法
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是甘蔗粗糖。甘蔗粗糖是一种商购产品，并用沸水稀释至折光率法干物质含量为约12°Bx。将1kg的此原材料通过玛姿琳棉布(诸如fabrique)粗过滤，并在由电热板(Heidolph，德国)加热的金属容器中于70℃至72℃下进行巴氏杀菌2min，偶尔用不锈钢勺搅拌。
将1kg的原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(MettlerToledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bio-block)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以0.1vvm的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育之前和温育期间调整pH恒定为6.0。通过多重培养箱底部泵系统加入适量的2M Na2CO3来进行调节。通过向生物反应器中加入按体积计0.5％的接种物来启动温育，根据每种接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为5mL，而OD＝0.5得到接种体积为10mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。在33℃下进行温育5小时，监测pH和DO。5小时之后停止温育。
蒸煮
将改性的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生温、棕、焦糖样芳香并产生深棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠直至变成固体无定形产品。
风味甜味剂(FS-C)的色泽、质地和基本味道评估可以参见表1，风味类别参见表3，以及最后最显著的风味分子参见表4。
实施例4.使用用嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)温育的甘蔗汁和甘蔗糖蜜来制备风味甜味剂的方法
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是粗甘蔗汁与甘蔗糖蜜的混合。粗甘蔗汁是通过经由台式甘蔗榨汁机的辊压榨甘蔗(Saccharum officinarum)而生产的，以产生pH为5.2且折光率法干物质含量为约11°Bx的甘蔗汁。获得作为商购产品的甘蔗糖蜜，并用沸水稀释至13°Bx，且与粗甘蔗汁按1:1混合。将1kg的此原材料通过玛姿琳棉布(诸如fabrique)粗过滤，并在由电热板(Heidolph，德国)加热的金属容器中于70℃至72℃下进行巴氏杀菌2min，偶尔用不锈钢勺搅拌。
将1kg的原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(Mettler Toledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bio-block)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以0.1vvm的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育之前和温育期间调整pH恒定为6.0。通过多重培养箱底部泵系统加入适量的2M Na2CO3来进行调节。通过向生物反应器中加入按体积计0.5％的接种物来启动温育，根据每种接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为5mL，而OD＝0.5得到接种体积为10mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。在33℃下进行温育5小时，监测pH和DO。5小时之后停止温育。
蒸煮
将改性的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生温、棕、焦糖样芳香并产生深棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠直至变成固体无定形产品。
实施例5.使用用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)温育的按1:1、1:2、1:3和1:4在水中稀释的甘蔗糖浆来制备风味甜味剂的方法
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是甘蔗糖浆。甘蔗糖浆在巴西由甘蔗碾磨机获得，并由甘蔗汁产生，通过澄清和煮沸以产生pH为6.0且折光率法干物质(RDS)含量为约60°Bx的甘蔗糖浆。通过用沸水按1:4、1:3、1:2和1:1稀释来制备四种不同浓度的甘蔗糖浆，具有的RDS分别为12°Bx、16°Bx、22°Bx和30°Bx。将1kg的每种这些包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物通过玛姿琳棉布(诸如fabrique)粗过滤，并在由电热板(Heidolph，德国)加热的金属容器中于70℃至72℃下进行巴氏杀菌2min，偶尔用不锈钢勺搅拌。
将1kg的每种原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(Mettler Toledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bioblock)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以0.1vvm的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育前或温育期间不对pH进行调节，但对于所有四个温育pH始终保持在5.8至6.2之间。通过向生物反应器中加入按体积计0.5％的接种物来启动温育，根据每种接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为5mL，而OD＝0.5得到接种体积为10mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。分别以12°Bx、16°Bx、22°Bx和30°Bx原材料同时进行四个不同的温育，并在33℃下进行5小时，监测pH和DO。每个温育的DO的时间分布曲线可参见图5。
蒸煮
将每种改性的包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生温、棕、焦糖样芳香并产生深棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠，并然后颜色变浅且变得不透明，直到变成固体半晶体产品。
实施例6.使用用克鲁维酵母菌(Klyveromyces)菌种温育且温育温度为20℃、33℃和40℃且pH为5或7的甘蔗汁来制备风味甜味剂的方法。
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是粗甘蔗汁。粗甘蔗汁是通过经由台式甘蔗榨汁机的辊压榨甘蔗(Saccharum officinarum)而生产的，以产生pH为5.3且折光率法干物质含量为约13°Bx的甘蔗汁。将1kg的此包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物通过玛姿琳棉布(诸如fabrique)粗过滤，并在由电热板(Heidolph，德国)加热的金属容器中于70℃至72℃下进行巴氏杀菌2min，偶尔用不锈钢勺搅拌。
将1kg的原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(MettlerToledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bioblock)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以0.1vvm的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育温度分别为20℃、33℃和40℃下不调节pH(即pH为约5)同时进行四个不同的温育。第四温育也在40℃的温育温度下进行，在温育之前和温育期间调节pH恒定为约pH7。通过多重培养箱底部泵系统加入适量的2M Na2CO3来进行调节。通过向生物反应器中加入按体积计1％的接种物来启动温育，根据接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为10mL，而OD＝0.5得到接种体积为20mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。进行温育5小时，监测pH和DO。DO的时间分布曲线可参见图6。5小时之后停止温育。
蒸煮
将每种改性的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生温、棕、焦糖样芳香并产生深棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠直至变成固体无定形产品。
实施例7.由风味甜味剂、盐水和任选地醋制备甜酱的工艺
甜酱是由实施例2中温育了5小时的风味甜味剂制备的。将40g的风味甜味剂溶解在20g去离子(DI)水中。将混合物在电热板(Heidolph，德国)上蒸煮，偶尔搅拌。蒸煮时间为约45分钟，且甜酱产量为50g。向此酱中加入2g氯化钠。酱呈深棕色，具有的RDS为67°Bx。
甜酱的味道是甜且咸的，且它包含焦糖和焦味风味。然而，它不包含发酵风味。可以通过加入约1至5wt.％的醋或乙酸来向甜酱中注入发酵风味。
实施例8.由风味甜味剂和大豆酱油制备酱的工艺
如实施例1中所述进行此工艺，但当风味甜味剂达到120℃时改变工艺流程。此时，将风味甜味剂冷却至约80℃且称重约146g。加入52g大豆酱油和50g自来水。将混合物在电热板(Heidolph，德国)上蒸煮，偶尔搅拌。蒸煮时间为约45分钟，且最终甜酱产量为196g。
甜酱产品的色泽、质地和基本味道评估可以参见表5，RDS、蔗糖、葡萄糖、果糖、钠和钾含量和pH参见表6，风味类别参见表7，以及最后最显著的风味分子参见表8。
实施例9.制备减少和增加蔗糖的风味甜味剂的工艺
减少蔗糖的和增加蔗糖的风味甜味剂是由实施例2中经5小时温育的风味甜味剂制备的。选择此风味甜味剂的原因是该方法需要半晶体风味甜味剂。
将5g风味甜味剂磨碎并在使用布氏漏斗吸滤期间用2.5g的70wt.％乙醇和30wt.％水的混合物(70％乙醇)洗涤。这种处理允许洗掉部分蔗糖晶体的包衣，并将其转移到滤液中，从而在滤液一侧制成减少蔗糖的风味甜味剂，而在残余物一侧留下增加蔗糖的风味甜味剂。
通过分析滤液，确认了滤液的减少蔗糖性质。在80℃下在旋转蒸发器上蒸发滤出的液体，产生0.73g的减少蔗糖的风味甜味剂。将干燥后的滤液物按1:1溶解在蒸馏水中。通过手持折光仪(Atago，日本)测量溶液的折光率法干物质(RDS)为14°Bx，且通过手持pH计(Atago，日本)测量pH为5.4。
相比之下，洗涤之前风味甜味剂在蒸馏水中的1:1溶液的RDS为20°Bx且pH为5.0。这表明，干燥后的滤出物具有减少的蔗糖浓度，并因此与洗涤前的风味甜味剂相比，残余物具有增加的蔗糖浓度。
实施例10.由风味甜味剂、椰糖和甜酱制备风味提取物的工艺
风味提取物是由CNS-A、CNS-B、风味甜味剂A(FS-A；如在实施例1中制备的)、风味甜味剂B(FS-B；如在实施例2中制备的)和风味甜味剂C(FS-C；如在实施例3中制备的)、椰糖酱(CNS酱)以及风味甜味剂A酱(FS-A酱；如在实施例8中制备的)制备的。
每种风味提取物由50g的CNS、FS、CNS酱或FS酱溶解于蒸馏水并用100mL二乙醚萃取来制备。分离有机层并通过溶剂辅助风味蒸发(SAFE)蒸馏浓缩风味分子，得到风味提取物。
将风味提取物通过芳香提取物稀释分析(AEDA)进行分析，并从而在硫酸钠上干燥并使用vigreux柱浓缩至100μL。将浓缩的风味提取物(100μL)按1:1的比例用溶剂逐步稀释。通过具有长30m、内径0.25mm且膜厚度0.25μm的游离脂肪酸&酚柱(FFAP；J&WScientific)且氦气流速为1.5mL/min的Trace气相色谱仪(Finnigan，德国)分离每种稀释液。通过火焰电离法(在氢和合成空气中)进行检测，并由专家进行嗅觉测定。风味稀释(FD)数为在嗅探端口处仍能感知到风味分子的情况下1:1稀释的最大次数。进行1:1稀释的最大次数为11次，且大于此次数的FD数不能被指定。对风味分子的鉴定主要由保留指数和气味特征确定，但在一些情况下也由与纯风味分子标准相关的气相色谱-质谱(GC-MS)确定。
由于提取和嗅觉检测的性质，只能分析并检测挥发性风味分子，即芳香分子，而对于诸如糖、盐的非挥发性风味分子，或无法提取或无法检测。
AEDA分析的结果列于表4和表8中，并示于图2和图3中。
实施例11.制备粉末和糊状风味甜味剂和甜酱的工艺
粉末和糊状风味甜味剂
如实施例2中所述制备风味甜味剂。将风味甜味剂转移至密封的塑料容器中以在室温下贮存2周，之后用于制备粉末和糊状风味甜味剂。为了制备粉末甜味剂，将10g风味甜味剂加热至约100℃并与3.7g的通用面粉(Prima，新加坡)混合，并手动剧烈搅拌。将混合物于45℃下在烘箱中干燥过夜，然后用研钵和研杵磨碎以生成干粉风味甜味剂。
可替代地，为了制备糊状甜味剂，将10g风味甜味剂加热至约100℃并与1.3g的通用面粉(Prima，新加坡)混合，并手动剧烈搅拌。将得到的混合物倒入小模子中以生成浓缩固体汤料或锭剂。当环境温度冷却时，也可用手工使糊状风味甜味剂成型。
粉末和糊状甜酱
甜酱是由风味甜味剂制成并如实施例8中所述制备的。将风味甜味剂转移至玻璃容器中以在室温下贮存2周，之后用于制备粉末和糊状甜酱。为了制备粉末甜酱，将10g甜酱与20g的通用面粉(Prima，新加坡)混合，并手动剧烈搅拌。将混合物于45℃下在烘箱中干燥过夜，然后用研钵和研杵磨碎，并在45℃下干燥三天以生成干粉。
可替代地，为了制备糊状甜酱，将10g植物油(Harmuni，泰国)与40g的通用面粉(Prima，新加坡)混合，并搅拌炒制5分钟。加入35g的甜酱并加热至约100℃，且剧烈搅拌并将得到的混合物倒入小模具中以生成浓缩固体汤料或锭剂。
实施例12.用风味甜味剂制备食物和饮料产品的工艺
巧克力棒
通过将在20g可可粉中的26g融化的黄油与20g风味甜味剂掺和直至混合均匀来制备使用风味甜味剂的巧克力产品。将混合物置于巧克力模具中成型并冷藏。
榛子涂抹酱
将60g无盐黄油加入225g融化的半甜巧克力(70％可可)中并混合。然后，将100mL高脂奶油混入巧克力-黄油混合物中，并加入少许盐。同时，将140g榛子在180℃下烘烤10分钟并冷却至室温，然后与40g风味甜味剂一起加入到食品加工机中并混合成均匀糊状。最后，将巧克力-黄油-奶油混合物缓慢地加入到榛子-CNS糊状物中，形成榛子涂抹酱产品。
布丁
使用37g奶油冻粉和风味甜味剂，使用2至3茶匙的奶制成均匀糊状物。同时，将奶煮沸且在沸腾时加入糊状物中，并蒸煮直至奶油冻溶液变稠。最后，将溶液倒入模具中并直接上桌、冷却或冷藏。
杏仁能量棒
将烤箱预热至180℃。将1/2杯燕麦、1/8杯杏仁、1/8杯腰果或花生、1/8杯芝麻、1/8杯葵花籽和1/8杯葡萄干在大碗中混合。将3/8杯芝麻酱和1/4杯风味甜味剂并入碗中，并在微波中加热30秒。加入1/4茶匙香草提取物并混合均匀。将燕麦混合物加入混合物中并搅拌直至完全混合。将混合物倒在烤板上，并用湿手捏成约1英寸高的矩形。烘烤15分钟，直至棒的边缘变成金棕色。
姜茶
如实施例1中所述制备风味甜味剂，但当温度达到115℃时改变工艺流程。此时，加入约2g的新鲜切碎的姜，并剧烈搅拌混合物。再蒸煮几分钟之后，将热的混合物倒入立方体模具中。姜茶方块的总质量为约50g。将姜茶方块溶解在约500mL的沸水中，以制成甜姜茶饮料。
实施例13.由用风味甜味剂制成的甜酱制备食物产品的工艺。
使用用风味甜味剂制成的甜辣酱的丹贝和青豆。
通过向如实施例8中所述生产的用风味甜味剂和大豆酱油一起制成的甜酱中加入1.4g切碎的鸟眼辣椒和3.8g切碎的大蒜，来制备使用风味甜味剂制成的甜辣酱。
将食用油在锅或油炸器中加热至约150℃。将约200g的新鲜丹贝加入热的食用油中并炒制10至20分钟直至呈金棕色。将丹贝冷却并切成一口大小的块。将约50g的青豆在有一滴食用油的一锅水中清洗并煮沸5至10分钟。用食用油预热平底锅，并加入丹贝且搅拌炒制3至5分钟。将煮沸的青豆和切碎的辣椒加入平底锅中，并再搅拌炒制10分钟。向平底锅中搅入少许盐和36g用风味甜味剂制成的甜辣酱，直至覆盖搅拌炒制的材料。
具有由风味甜味剂制成的甜洋葱酱的风干甜玉米
通过在69g的150℃食用油中炒制49g切碎的红洋葱和17.7g切碎的大蒜直至呈金棕色来制备由风味甜味剂制成的甜洋葱酱。将2.8g油浸的红洋葱和大蒜渣加入如实施例8中所述生产的用风味甜味剂和大豆酱油一起制成的甜酱中。
剥去玉米穗，并将甜玉米芯切成几块。将(玉米)芯块与16g用风味甜味剂制成的甜洋葱酱一起包裹在铝箔中。将铝包装在空气炸锅(Phillips，荷兰)中炒制25分钟。
使用由风味甜味剂制成的粉末甜酱的炖鸡
将鸡去骨并切成块，并与两个切碎的胡萝卜以及两个切碎的马铃薯一起用500g水煮沸。30分钟之后，加入60g由风味甜味剂制成的粉末甜酱，并再炖煮8分钟。
这道炖鸡在用由风味甜味剂制成的粉末甜酱制成的肉汁中具有美味的甜咸味。肉汁的稠度在适合炖煮的范围内，而且没有淀粉块。
实施例14.使用用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)温育的甜菜汁来制备风味甜味剂的方法
原材料
包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物是甜菜汁。将来自中国的1kg甜菜的薄切片在1kg水中煮沸30分钟从而获得甜菜汁。获得了折光率法干物质(RDS)含量为约10°Bx的甜菜汁。将1kg的此包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物用玛姿琳棉布(诸如fabrique)粗过滤。
将1kg的每种原材料在无菌条件下用水平层流罩转移至无菌玻璃生物反应器中，无菌玻璃生物反应器的内径为100mm且最大工作容积为1.2L，并配备有两个46mm直径6-叶片Rushton叶轮和L-分布器、pH传感器(Mettler Toledo，瑞士)、光学溶解氧(DO)传感器(Hamilton，美国)。将生物反应器插入DASGIP多重培养箱(Eppendorf，德国)“生物块(bioblock)”中，这是一种具有加热和冷却功能的金属块，以将生物反应器内容物的温度调节至33℃。
使用pH为4和7的缓冲液进行pH两点校准，且同时以0.1vvm的速率向生物反应器充气同时以400rpm搅动生物反应器直至DO传感器值稳定在100％来进行DO校准。
接种物
在50mL锥形试管中，30mL无菌CMO 129胰酶大豆肉汤(TSB)(Oxoid，英国)中制备来自冷冻保存的菌株保藏的枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)和弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)菌株的各自过夜培养物，在33℃下温育并以250rpm摇动约20hr。
通过光密度(OD)法评估接种物中细胞的浓度。将1mL的细菌悬浮液转移至1.5mL锥形微试管中，并在具有转子A-4-62的5810型离心机(Eppendorf，德国)上在3220相对离心力(RCF)下离心5min。
将上清液倾析出，用1mL去离子(DI)水重悬，转移至一次性比色皿中，并在用DI水进行空白校正的I634-6041双光束分光光度计UV-6300PC(VWR，美国)中在600nm处测量OD。
温育
在温育前或温育期间对pH进行调节，并在整个温育中保持在5.8至6.2之间。通过向生物反应器中加入按体积计0.5％的接种物来启动温育，根据每种接种物在600nm处测量的OD的倒数进行按比例调整：即OD＝1得到接种体积为5mL，而OD＝0.5得到接种体积为10mL。温育期间通过氧阶梯控制DO。氧阶梯提供至少400rpm的搅动和0.1vvm的充气。通过依次增加搅动至高达1200rpm以及充气至高达0.3vvm，氧阶梯将使DO保持在最小限度30％。
蒸煮
将改性的包含蔗糖为主要溶质的未精制植物提取物转移至不锈钢碗中，并在有温度控制的电热板(Heidolph，德国)上煮沸。最初热板上的温度设定点为200℃，直至当工艺温度为100℃时改性的未精制植物提取物开始沸腾，并将设定点减小到150℃。当工艺温度达到105℃时，则将温度设定点进一步减小到120℃。从这时开始，不断地手动搅拌粘稠的糖浆以避免过热和燃烧。检测到产生棕色、轻微金属般、焦糖样芳香并产生深红棕色。当工艺温度达到约120℃时，将碗从热板上取下并剧烈搅拌3分钟。在这3分钟期间，糖浆变得更加粘稠，并然后颜色变浅且变得不透明，直到变成固体半晶体产品。

Claims (50)

1.一种用于制备椰糖替代物的工艺，包括：
a.在好氧条件下，用一种或多种好氧微生物菌株温育包含蔗糖为主要溶质的未精制基于蔗糖的植物提取物，以形成改性的未精制基于蔗糖的植物提取物；
b.从改性的基于蔗糖的植物提取物中蒸发水分以形成浓缩物；以及
c.蒸煮所述浓缩物以产生色泽和风味，从而制成所述椰糖替代物。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中，包含蔗糖为主要溶质的所述未精制基于蔗糖的植物提取物包括在与所述一种或多种好氧微生物菌株温育之前经过部分加工的基于蔗糖的植物汁。
3.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，包含蔗糖为主要溶质的所述未精制基于蔗糖的植物提取物包括基于蔗糖的植物汁；以及粗糖、糖蜜、椰树液、棕榈种的提取物中的至少一种或其组合。
4.根据权利要求3所述的工艺，其中，所述基于蔗糖的植物提取物是甜菜植物提取物，且所述主要溶质包括甜菜汁。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，包含蔗糖为主要溶质的所述未精制基于蔗糖的植物提取物包括碳-13与碳-12同位素比(13C/12C)为大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20的蔗糖。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，在与所述一种或多种好氧微生物菌株温育之前将包含蔗糖为主要溶质的所述未精制基于蔗糖的植物提取物调整至折光率法干物质含量为8°Bx至40°Bx。
7.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，所述一种或多种好氧微生物菌株包括能够在折光率法干物质含量为8°Bx至40°Bx的培养基中生长的耐渗透压和/或耐盐性好氧微生物菌株。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种好氧微生物菌株是选自包括黄单胞菌科；短杆菌科；酵母科；芽胞杆菌科嗜麦芽寡养单胞菌；纤维化纤维菌；枯草芽孢杆菌；弯曲芽孢杆菌；和克鲁维酵母菌属菌种的组的任何一种。
9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，对所述改性的未精制基于蔗糖的植物提取物进行加热和蒸煮直至达到温度和折光率法干物质含量为65℃至170℃和50°Bx至100°Bx，或110℃至130℃和75°Bx至95°Bx，或120℃和90°Bx。
10.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，温育所述基于蔗糖的植物提取物采用具有折光率法干物质含量为8°Bx至30°Bx的所述基于蔗糖的植物提取物，在温度为从20℃至40℃，压力为从1bar至5bar，pH为从4至10，线性端速为从0m/s至10m/s、充气为从0vvm至2vvm(每体积培养基每分钟的气体体积)和相对溶解氧浓度为从20％至100％下进行操作1小时至24小时。
11.根据权利要求10所述的工艺，其中，温育所述基于蔗糖的植物提取物采用具有折光率法干物质含量为12°Bx至16°Bx的所述基于蔗糖的植物提取物，在温度为33℃，pH为约6且相对溶解氧浓度为30％下进行操作3小时至5小时。
12.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，还包括降低所述椰糖替代物的蔗糖浓度的步骤，以形成减少蔗糖的椰糖替代物。
13.根据权利要求12所述的工艺，其中，降低所述蔗糖浓度的步骤是通过洗糖、过滤、离心或溶剂萃取。
14.根据权利要求13所述的工艺，其中，降低所述椰糖替代物的蔗糖浓度的步骤包括使所述椰糖替代物结晶并进行选择性洗涤，从而将所述椰糖替代物的糖浆从所述椰糖替代物的晶体相中分离。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的工艺，还包括加入具有低血糖指数的甜味剂。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的工艺，还包括加入选自包括：异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖或D-塔格糖的组的任何一种。
17.一种可通过根据权利要求1至16中任一项所述的工艺得到的椰糖替代物。
18.根据权利要求17所述的椰糖替代物，包括：
第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的含量为至少40重量百分比；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1重量百分比存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；以及
第三特点，包括选自包括以下的组的至少一种芳香化学分子：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
19.根据权利要求18所述的椰糖替代物，还包括第二特点，所述第二特点包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1重量百分比存在；或鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1重量百分比存在。
20.根据权利要求18所述的椰糖替代物，其中，所述第一特点包括选自包括以下的组的至少三个：蔗糖的含量为至少40重量百分比；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1重量百分比存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；以及
所述第三特点包括选自包括以下的组的至少七种芳香化学分子：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
21.根据权利要求18所述的椰糖替代物，其中，所述第一特点包括选自包括以下的组的至少五个：蔗糖的含量为至少40重量百分比；蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1重量百分比存在；钾与钠的重量比为5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；以及
所述第三特点包括选自包括以下的组的至少十二种芳香化学分子：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的椰糖替代物，其中，所述椰糖替代物是糖浆、糊状物、无定形或半晶体固体。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的椰糖替代物，其中，所述椰糖替代物具有的折光率法干物质含量为50°Bx至100°Bx，或75°Bx至95°Bx，或90°Bx。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的椰糖替代物，包括含量低于40重量百分比的蔗糖。
25.根据权利要求24所述的椰糖替代物，包括含量为10重量百分比至40重量百分比的蔗糖。
26.根据权利要求25所述的椰糖替代物，还包括具有低血糖指数的甜味剂。
27.根据权利要求25所述的椰糖替代物，还包括选自包括：异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖或D-塔格糖的组的任何一种。
28.一种制备风味提取物的工艺，包括：
(a)根据权利要求1至16中任一项制备椰糖替代物，或获得根据权利要求17至27中任一项的椰糖替代物；以及
(b)从所述改性的基于蔗糖的植物提取物或所述椰糖替代物或所述椰糖替代物的糖浆或所述椰糖替代物的晶体相中分离一种或多种芳香化学分子。
29.一种可通过根据权利要求28所述的工艺得到的风味提取物，所述风味提取物包括选自包括以下的组的至少十种芳香化学分子：3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮；4-羟基-3-甲氧基苯甲醛；4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮；3-甲基硫烷基丙醛；乙酸；2-甲基丁酸/3-甲基丁酸；2-苯基丙酸/3-苯基丙酸；苯乙酸；2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚；(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮；2-甲基丁醛/3-甲基丁醛；(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛；2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚；和2-甲氧基苯酚。
30.一种制造食物产品的工艺，包括：
a.根据权利要求1至16中任一项制备椰糖替代物，或获得根据权利要求17至27中任一项的椰糖替代物，或根据权利要求28制备风味提取物，或获得根据权利要求29的风味提取物；
b.将所述椰糖替代物或风味提取物与额外的成分混合；以及
c.形成所述食物产品。
31.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述额外的成分是选自包括以下的组的任何一种：酱、香料、植物提取物、风味剂、风味分子、风味增强剂、巧克力、干果、姜、种子、坚果、奶、奶油、奶油冻、黄油、可可、美禄、醋、蔬菜、辣椒、洋葱、蒜、柠檬草、罗望子、姜黄、肉桂、芫荽、胡椒、肉、丹贝、青豆、大豆酱油、玉米、胡萝卜、马铃薯、鸡肉、可可脂、水果、香草醛、香草、咖啡、太妃糖、乳化剂、卵磷脂和聚蓖麻酸聚甘油酯。
32.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述额外的成分包括大豆酱油或甜大豆酱油。
33.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述额外的成分包括盐溶液和乙酸或醋。
34.根据权利要求30至33中任一项所述的工艺，其中，所述额外的成分还包括面粉和/或淀粉。
35.根据权利要求34所述的工艺，其中，所述额外的成分还包括油。
36.根据权利要求30至35中任一项所述的工艺，其中，所述额外的成分是选自包括以下的组的任何一种：具有低血糖指数的甜味剂、异麦芽酮糖醇、异麦芽酮糖或D-塔格糖。
37.一种可通过根据权利要求30或31中任一项所述的工艺得到的食物产品。
38.根据权利要求37所述的食物产品，包括：
第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；存在乌头酸；钾与钠的重量比为0.5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；以及
第三特点，包括选自包括以下的组的至少一种：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
39.根据权利要求37或38中任一项所述的食物产品，其中，所述额外的成分是选自包括以下的组的任何一种：酱、香料、植物提取物、风味剂、风味分子、风味增强剂、巧克力、干果、姜、种子、坚果、奶、奶油、奶油冻、黄油、可可、美禄、醋、蔬菜、辣椒、洋葱、蒜、柠檬草、罗望子、姜黄、肉桂、芫荽、胡椒、肉、丹贝、青豆、大豆酱油、玉米、胡萝卜、马铃薯、鸡肉、可可脂、水果、甜酱、盐和乙酸。
40.根据权利要求37或38中任一项所述的食物产品，其中，所述额外的成分是选自包括以下的组的任何一种：可可粉、巧克力浆、水可可脂、巧克力、奶、可可脂、坚果、水果、风味剂、香草醛、香草、咖啡、太妃糖、乳化剂、卵磷脂、聚蓖麻酸聚甘油酯。
41.根据权利要求37或38中任一项所述的食物产品，其中，所述额外的成分是选自包括以下的组的任何一种：种子、坚果和干果。
42.根据权利要求37至41中任一项所述的食物产品，还包括面粉和/或淀粉。
43.根据权利要求42所述的食物产品，其中，所述额外的成分包括油。
44.一种可通过根据权利要求32至36中任一项所述的工艺得到的甜酱。
45.根据权利要求44所述的甜酱，包括：
第一特点，包括选自包括以下的组的至少一个：蔗糖的碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20；分子乌头酸、谷氨酸、谷氨酸单钠、鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠分子，和芳香化学分子的同位素比由碳-13与碳-12的同位素比(13C/12C)大于或等于千分之11且δ13C值的范围为-5和-20组成；乌头酸以大于0.1重量百分比存在；钾与钠的重量比为0.5或更大；以及(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮以风味稀释数为至少8存在；
第二特点，包括选自以下的至少一个：谷氨酸和谷氨酸单钠以合计浓度大于0.1重量百分比存在；鸟苷单磷酸、肌苷单磷酸、鸟苷酸二钠和肌苷酸二钠以合计浓度大于0.1重量百分比存在；以及
第三特点，包括选自包括以下的组的至少一种：风味稀释数为至少10的3-羟基-4,5-二甲基-2(5H)-呋喃酮，风味稀释数为至少7的4-羟基-3-甲氧基苯甲醛，风味稀释数为至少5的4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮，3-甲基硫烷基丙醛，乙酸，2-甲基丁酸/3-甲基丁酸，2-苯基丙酸/3-苯基丙酸，苯乙酸，2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚，(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮，2-甲基丁醛/3-甲基丁醛，(E)-3-[(2S,3R)-3-戊基环氧乙烷-2-基]丙-2-烯醛，2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚和2-甲氧基苯酚。
46.根据权利要求44或45中任一项所述的甜酱，其中，所述额外的成分包括大豆酱油或甜大豆酱油。
47.根据权利要求44或45中任一项所述的甜酱，其中，所述额外的成分包括盐溶液和乙酸或醋，以及任选地风味提取物和/或风味分子。
48.根据权利要求46或47中任一项所述的甜酱，其中，所述额外的成分还包括面粉和/或淀粉，以制成粉末形式的甜酱。
49.根据权利要求48所述的甜酱，其中，所述额外的成分还包括油以制成甜酱的浓缩固体汤料。
50.根据权利要求44至49中任一项所述的甜酱，还包括选自包括以下的组的任何一种：减少蔗糖的风味甜味剂、低血糖指数的风味甜味剂、额外调味的甜味剂、额外调味的减少蔗糖的风味甜味剂、额外调味的低血糖指数风味甜味剂、椰糖、粗糖和糖蜜。
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