CN112391426A - 葡糖基甜菊组合物 - Google Patents
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Abstract
从甜菊(Stevia rebaudiana Bertoni)的甜菊醇糖苷制得葡糖基甜菊组合物。使用淀粉作为葡萄糖残基的来源，通过环糊精葡聚糖转移酶进行葡糖基化。将葡糖基甜菊组合物纯化至>总甜菊醇糖苷的95％含量。组合物可以用作食品、饮料、化妆品和药品中的甜味增强剂、风味剂、风味增强剂和甜味剂。
Description
本申请是中国发明申请号201480061594.5(PCT/US2014/057607)，申请人2014年9月26日发明名称为“葡糖基甜菊组合物”的分案申请。
发明背景
发明领域
本发明涉及用于从甜菊(Stevia rebaudiana Bertoni)植物的提取物生产高度纯化的食品成分的方法，及其在各种食品和饮料中的用途。
相关领域的描述
由于认识到许多疾病与食用高糖食品和饮料相关，现在糖替代品正受到日益剧增的关注。然而，由于安全性的问题，许多人造甜味剂，如甜精、环己基氨基磺酸钠和糖精在一些国家被禁止或限制。因此，天然来源的无热量甜味剂正变得越来越流行。甜味草甜菊(Stevia rebaudiana Bertoni)产生多种双萜糖苷，其特征在于优于许多其他高效甜味剂那些的高强度甜味和感官特性。
上述甜味糖苷，具有共同的糖苷配基，甜菊醇，并且区别在于C13和C19位置的碳水化合物残基的数量和类型。甜菊的叶子能够累积多达10-20％(基于干重)甜菊醇糖苷。甜菊叶子中发现的主要糖苷是莱鲍迪苷A(2-10％)、甜菊苷(2-10％)和莱鲍迪苷C(1-2％)。其他糖苷，如莱鲍迪苷B、D、E和F，甜菊双糖苷和甜茶苷，以低得多的水平被发现(大约0-0.2％)。
两种主要的糖苷-甜菊苷和莱鲍迪苷A得到了广泛研究，并且就其作为商业高强度甜味剂的合适性进行了表征。碳酸饮料中的稳定性研究证实了它们的热和pH稳定性(ChangS.S.，Cook，J.M.(1983)Stability studies of stevioside and Rebaudioside A incarbonated beverages(甜菊苷和莱鲍迪苷A碳酸饮料中的稳定性研究)，J.Agric.FoodChem.31:409-412)。
甜菊醇糖苷彼此的差异不仅在于分子结构，而且还在于其味道特性。通常，发现甜菊苷比蔗糖甜110-270倍，莱鲍迪苷A为150至320倍，而莱鲍迪苷C比蔗糖甜40-60倍。杜克苷A比蔗糖甜30倍。莱鲍迪苷A具有最少的涩味、最少的苦味和最不持久的余味，因此在主要的甜菊醇糖苷中具有最受欢迎的感官属性(Tanaka O.(1987)Improvement of taste ofnatural sweetners(天然甜味剂的味道的改良).Pure Appl.Chem.69:675-683；PhillipsK.C.(1989)Stevia:steps in developing a new sweetener(甜菊：研发新甜味剂中的步骤).见：Grenby T.H.编辑，Developments in sweeteners(甜味剂研发)，vol.3.ElsevierApplied Science，伦敦，1-43)。
使用水或有机溶剂从甜菊植物提取和纯化甜味糖苷的方法描述于例如美国专利No.4,361,697；4,082,858；4,892,938；5,972,120；5,962,678；7,838,044和7,862,845中。
然而，即使在高度纯化的状态下，甜菊醇糖苷仍然具有不合需要的味道属性，如苦味、甜的余味、甘草味等。甜菊甜味剂成功商业化的主要障碍之一是这些不合需要的味道属性。显示出随着甜菊醇糖苷浓度的提高，这些风味特征变得更突出(Prakash I.,DuBoisG.E.,Clos J.F.,Wilkens K.L.,Fosdick L.E.(2008)Development of rebiana,anatural,non-caloric sweetener(甜菊糖(rebiana)的研发，一种天然、无热量甜味剂).Food Chem.Toxicol.,46,S75-S82.)。
另一方面，替代制剂中大量的糖带来了如降低的口感、不完整的风味特征等这样的问题。因此，高强度低热量甜味剂的应用必须提供方法来解决这些问题。
因此，如果单个组合物不仅能够递送甜味，而且还具有风味增强特性并矫正从食品和饮料制剂中消除蔗糖相关的不完整口感，毫无疑问与本领域已知的其他高强度甜味剂相比将是有利的。
当新的碳水化合物残基在C13和C19位置连接初始分子时，通过使甜菊醇糖苷接受分子间转糖基作用来降低或消除这些不合需要的特性中的一些。根据这些位置中的碳水化合物残基的数量，化合物味道的品质和效力将改变。
支链淀粉酶、异麦芽糖酶(Lobov S.V.,Jasai R.,Ohtani K.,Tanaka O.YamasakiK.(1991)Enzymatic production of sweet stevioside derivatives:transglycosylation by glucosidases(甜味甜菊苷衍生物的酶生产：通过葡糖苷酶的转糖基作用).Agric.Biol.Chem.55:2959-2965)、β-半乳糖苷酶(Kitahata S.,Ishikawa S.,Miyata T.,Tanaka O.(1989)Production of rubusoside derivatives bytransglycosylation of variousβ-galactosidase(通过各种β-半乳糖苷酶的转糖基作用生产甜茶苷衍生物).Agric.Biol.Chem.53:2923-2928)和葡聚糖蔗糖酶(Yamamoto K.,Yoshikawa K.,Okada S.(1994)Effective production of glucosyl-stevioside byα-1,6-transglucosylation of dextran dextranase(通过葡聚糖葡聚糖酶的α-1,6-转糖基作用有效生产葡糖基-甜菊苷).Biosci.Biotech.Biochem.58:1657-1661)已经用作转糖基酶，而支链淀粉、麦芽糖、乳糖和部分水解的淀粉分别作为糖苷残基的供体。
也可以通过嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)(美国专利NO.4,219,571和7,807,206)产生的环糊精葡聚糖转移酶(CGT酶)的作用来进行甜菊醇糖苷的转糖基，作为结果，形成具有高达10的聚合度的α-1,4-葡糖基衍生物。
已经显示出葡糖基衍生物的味道特征和甜味效力很大程度上取决于其他的葡糖基衍生物的数量，即，α-1,4-葡糖基链的聚合度。α-1,4-葡糖基残基数量的增加提高了味道品质，但同时降低了甜味水平(Tanaka，1987)。用β-转葡糖基的甜菊苷获得由单-或二-α-1,4-葡糖基衍生物组成的产物(Tanaka，1987)。
然而，在这样的方法中，所得到的产物含有高水平的初始未反应的(未修饰的)糖苷(通常>20％)，这使其不满足低于15％未反应糖苷的法规要求(α-GlucosyltransferaseTreated Stevia(α-葡糖基转移酶处理的甜菊)，Japan’s Specifications and Standardsfor Food Additives(日本食品添加剂说明和标准)，第VIII版，2009，p.257)。因此，使用另外的用于未反应甜菊醇糖苷的色谱分离步骤来降低初始的未反应(未修饰)糖苷的含量。然而，色谱分离技术通常涉及高成本并且不适于大规模生产。
还注意到许多葡糖基甜菊产物含有多达20％的残留糊精，其不具有实质性的功能特性并且降低了产物中甜菊醇糖苷的含量。
因此，需要研发具有最佳α-1,4-葡糖基链长和低的未反应糖苷水平的高纯度产物，其将递送甜味效力和风味特征的最佳组合。
发明概述
本发明目的在于克服现有的甜菊甜味剂的缺点。本发明描述了用于从甜菊植物的提取物生产高纯度食品成分的方法，及其在各种食品和饮料中作为甜味和风味改良剂的用途。
本发明部分涉及包含甜菊植物的甜菊醇糖苷的葡糖基衍生物的成分。甜菊醇糖苷选自甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、莱鲍迪苷X、杜克苷A、甜菊双糖苷、甜茶苷，以及甜菊植物中发现的其他甜菊醇糖苷，及其混合物。
本发明部分涉及用于生产含有甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、莱鲍迪苷X、杜克苷A、甜菊双糖苷、甜茶苷，以及甜菊植物中发现的其他甜菊醇糖苷的葡糖基化形式的成分的方法。该方法可以是使用通过嗜热脂肪芽孢杆菌培养物产生的CGT酶的酶转糖基方法。该方法可以包括通过β-淀粉酶或其他酶的另外的酶处理的步骤。该方法还可以具有脱色、脱盐和去除低聚麦芽糖的步骤。可以使用活性炭进行脱色。可以通过离子交换树脂和/或膜滤器来进行脱盐。可以通过大孔聚合树脂来进行低聚麦芽糖的去除。
在本发明中，将PureCircle(JiangXi)Co.,Ltd.(中国)商业化的含有甜菊苷(28-30％)、莱鲍迪苷A(50-55％)、莱鲍迪苷C(9-12％)、莱鲍迪苷F(1-3％)和总计至少95％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的甜菊提取物用作起始材料。或者，具有不同比例的甜菊醇糖苷以及高度纯化的甜菊醇糖苷(如莱鲍迪苷A、甜菊苷、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷X、甜茶苷等)的甜菊提取物可以用作起始材料。
在存在作为葡萄糖供体的淀粉的情况下，使起始材料接受通过环糊精糖基转移酶(CGT酶)的作用的酶转糖基作用。作为结果，形成了α-1,4-葡糖基衍生物，在一些实施方案中，具有高达20的聚合度。任选地使形成的衍生物接受用β-淀粉酶或其他酶的处理，以产生具有特定聚合度的α-1,4-葡糖基衍生物。
通过Amberlite XAD7 HP树脂，从所获得的反应混合物中除去低聚糖，并且随后脱色、去离子、浓缩和喷雾干燥。
将所获得的产物作为甜味剂、甜味增强剂、风味剂和风味改良剂应用于各种食品和饮料，包括软饮、冰淇林、饼干、面包、果汁、奶制品、烘焙食品和糖食产品中。
应当明白之前的概述和之后的详述是示例性和解释性的，并且打算用来提供所要求的本发明的进一步解释。
附图简述
包括附图来提供本发明进一步的理解。附图说明了本发明的实施方案并且与说明书一起用来解释本发明的实施方案的原理。
图1显示了纯化的转葡糖基化甜菊提取物的高性能液相色谱色谱图，没有β-淀粉酶处理，含有长链α-1,4-葡糖基-衍生物，具有多达九个α-1,4-葡糖基残基；
图2显示了β-淀粉酶处理后纯化的转葡糖基化甜菊提取物的高性能液相色谱色谱图，具有甜菊苷和莱鲍迪苷A的短链(含有四个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物；
图3显示了含有甜菊醇糖苷的单-和二-α-1,4-葡糖基-衍生物以及高水平的未反应的甜菊醇糖苷的β-淀粉酶处理产物的高性能液相色谱(HPLC)色谱图；
图4显示了含有甜菊醇糖苷的单-和二-α-1,4-葡糖基-衍生物以及低水平的未反应的甜菊醇糖苷的β-淀粉酶处理产物的高性能液相色谱(HPLC)色谱图。
发明详述
从下文中给出的详述，本发明的优势将变得更清楚。然而，应当理解详述和特定的实施例尽管表示本发明的优选实施方案，但只是通过说明的方式给出，因为本领域技术人员从这个详述将清楚本发明的精神和范围内的各种改变和变化。
将PureCircle(JiangXi)Co.,Ltd.(中国)商业化的含有甜菊苷(28-30％)、莱鲍迪苷A(50-55％)、莱鲍迪苷C(9-12％)、莱鲍迪苷F(1-3％)和总计至少95％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷(下文总称为“甜菊醇糖苷”)的甜菊提取物用作起始材料。或者，具有不同比例的甜菊醇糖苷以及高度纯化的甜菊醇糖苷(如莱鲍迪苷A、甜菊苷、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷X、甜茶苷等)的甜菊提取物可以用作起始材料。
在某些实施方案中，甜菊醇糖苷可以被选自罗汉果提取物、Siraitiagrosvenorii提取物、罗汉果苷(mogroside)、罗汉果苷IIE、罗汉果苷III、罗汉果苷IV、罗汉果苷V、罗汉果苷VI、11-氧-罗汉果苷V、赛门苷(siamenoside)I、光果木鳖皂苷(grosmomoside)I，以及Siraitia grosvenorii植物中发现的其他葫芦素(mogrol)或氧-葫芦素糖苷及其混合物的化合物部分或完全替代。
在配备有Zorbax-NH2(4.6×250mm)柱的Agilent Technologies1200系列(USA)液相色谱仪上进行原料和产物的HPLC分析。移动相是从80:20，v/v(0-2min)至50:50，v/v(2-70min)的乙腈-水梯度。将设定在210nm的二极管阵列检测仪用作检测仪。
通过嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillus stearothermophilus)St-88(PureCircle SdnBhd Collection of Industrial Microorganisms-马来西亚)产生的环麦芽糖糊精葡聚糖转移酶(CGT酶；EC 2.4.1.19)来完成转葡糖基化。然而，任何其他CGT或具有分子间转葡糖基化活性的酶也可以使用。酶可以是无细胞培养液、浓缩液体无细胞培养液、喷雾干燥或冷冻干燥的无细胞培养液或高纯度蛋白的形式。可以使用游离或固定的酶制剂。
根据Hale W.S.,Rawlins L.C.(1951)Amylase of Bacillus macerans(浸麻芽孢杆菌的淀粉酶).Cereal Chem.28,49-58中所述的程序测定CGT酶制剂的活性。
不同来源的淀粉可以用作葡糖基单体的供体，如，源自小麦、玉米、马铃薯、木薯和西米的淀粉。
在转葡糖基化反应之前，使淀粉接受部分水解(液化)。部分水解淀粉的葡萄糖当量可以在约10-25，优选约12-16范围中。任何能够淀粉水解的酶可以用于液化，如α-淀粉酶、β-淀粉酶等。在一个实施方案中，优选CGT酶和α-淀粉酶混合物作为液化酶。
以千诺(Kilo Novo)α-淀粉酶单位(KNU)来表示α-淀粉酶活性。一KNU是在标准条件下(pH7.1；37℃)每小时糊化5.26g淀粉干物质的α-淀粉酶的量。
液化混合物含有每一个单位的CGT酶约0.001-0.2KNU，优选约0.05-0.1KNU的α-淀粉酶。
液化中使用α-淀粉酶可以在进一步的活性炭过滤中获得较高通量。当将CGT酶用作唯一液化酶时，过滤速率大约为10-15L/hr/1m2过滤面积。在液化酶混合物(包含α-淀粉酶和CGT酶)的情况下，过滤速率快两倍-大约20-30L/hr/1m2过滤面积。
液化混合物中的淀粉与CGT酶的比例为每一克淀粉约0.1-0.5单位，优选每克约0.2-0.4单位。
液化混合物中的淀粉浓度为约15-40％(wt/wt)，优选约20-30％。
在约0.5-5小时，例如，约0.5至2小时，和优选约1-2小时过程中，在约70-90℃，或75-80℃下进行液化。
液化后，使反应混合物接受低pH条件下的α-淀粉酶的热灭活。用于灭活的优选pH范围为约pH2.5至pH3.0，并且优选温度为约95-105℃。热灭活的持续时间为约5-10分钟。
灭活后，将反应混合物的pH调节至约pH5.5-6.5，并且将甜菊醇糖苷加入混合物中并溶解。优选的甜菊醇糖苷与淀粉的比例(每1kg淀粉的甜菊醇糖苷的kg)为约0.5-1.5，优选约0.8-1.2。
添加第二部分的CGT酶制备物并且在约5-125℃，如65℃的温度下进行转糖基反应约1至168小时，如24-48小时。第二部分的CGT酶的量为每克固体约0.2-4单位的CGT酶，优选每克固体约0.5-1.2单位。
添加第二部分的CGT酶制备物后，另外的步骤可以包括任选地灭活反应混合物中的酶；任选将反应混合物脱色；和任选地将反应混合物浓缩并干燥，以获得葡糖基甜菊组合物。在某些实施方案中，这个阶段的葡糖基甜菊组合物包含具有二十或更少α-1,4-葡糖基残基的甜菊醇糖苷。
转葡糖基化反应完成后，可以使用进一步的一个或多个酶处理和额外的步骤，以获得组合物中所需的聚合度和未反应的糖苷。
进一步的酶处理可以包括添加淀粉酶、β-淀粉酶、麦芽糖酶、葡糖淀粉酶、呋喃果糖苷酶、葡萄糖苷酶、葡聚糖酶、β-葡聚糖酶、转葡糖苷酶、葡糖基转移酶、果糖基转移酶、半乳糖基转移酶、乳糖酶、半乳糖苷酶、纤维素酶、支链淀粉酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、
或其混合物，连同用于所用的各自一种或多种酶的一种或多种底物一起。反应混合物可以在范围为5-125℃的温度下，孵育范围为0.0001至168小时的时间段。
附加步骤可以包括通过热处理灭活反应混合物中的酶；任选地将反应混合物脱色；任选地通过将脱色的反应混合物与大孔吸附树脂接触来除去非-二萜化合物并随后用醇或含水醇洗脱吸附的二萜糖苷，以获得含糖苷洗脱液；任选地用离子交换树脂将含糖苷洗脱液脱盐；任选地从洗脱液中除去醇，获得含水洗脱液；任选地将含水洗脱液浓缩并干燥，以获得干燥的葡糖基甜菊组合物，和任选地将干燥的葡糖基甜菊组合物悬浮于含水醇中，从悬浮液中分离晶体并干燥，以获得所需的葡糖基甜菊组合物。
根据多种因素，这些步骤的任何顺序可以改变。
在某些实施方案中，完成转糖基反应时，加入每克固体约30-50单位的β-淀粉酶，并且将反应在约35-55℃，优选约45℃下持续约12-16小时。在这个阶段中，针对样品1a和2a，使用大豆β-淀粉酶，同时将根据实施例2制得的β-淀粉酶用于样品1b和2b。然而，也可以使用源自包括大麦、细菌、真菌β-淀粉酶等的任何其他来源的β-淀粉酶。
β-淀粉酶活性单位(1AUN)被定义为在以下条件下每分钟释放100μg还原糖(通过右旋糖当量来表示)的活性：将1mL酶溶液与5mL1.2％淀粉溶液(pH5.5，M/20醋酸盐缓冲液)混合并在40℃下保持20分钟。
通过在约95℃下加热约15分钟来灭活酶，以停止反应，并且用活性炭处理溶液，以获得脱色的反应混合物。活性炭的量为约0.02-0.4克/克固体，优选约0.05-0.2克/克固体。可以使用其他合适的脱色方法，如使用离子交换树脂，膜滤、使用超滤、纳滤或反向渗透膜，或本领域已知的其他方法。
可以任选地除去非二萜化合物，例如，多个按序连接的填充大孔吸附树脂的柱，接着用水洗涤柱，然后用约10-50％(v/v)乙醇洗涤，分离柱，并且随后用30-100％乙醇单独洗脱每个柱。
通过离子交换树脂，如Amberlite FPC23(H+型)和Amberlite FPA51(OH-型)，将脱色的反应混合物脱盐。
通过真空蒸发器将脱盐的反应混合物进一步浓缩，并通过喷雾干燥器干燥。可以使用其他合适的浓缩和干燥方法，如膜滤、冷冻干燥或本领域已知的其他方法。
将干燥的粉末悬浮液含水醇中。粉末与含水醇的比例(wt/vol)为1:1至1:20，优选1:3至1:10。含水醇含有0-50％(vol)，优选1-10％水。将悬浮液在30-100℃，优选50-85℃下搅拌1-24小时，优选2-15小时。然后通过过滤分离悬浮的固体。可以使用本领域已知的适用于从液体分离悬浮固体的任何其他技术，如离心、滗析等。也可以使用本领域已知的任何其他干燥器。或者，可以将分离的固体溶解于水中，从微量醇中蒸发并喷雾干燥。
本发明中使用的醇可以选自烷醇，并且优选选自甲醇、乙醇、n-丙醇、2-丙醇、1-丁醇和2-丁醇，或其混合物。
在某些实施方案中，所得到的产物含有低水平的未修饰糖苷、短链(含有四个或更少，或两个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物和低聚麦芽糖的混合物(样品1a和1b)。如本文中使用的，表述“低水平的未修饰糖苷”或“低水平的未反应糖苷”应当是指低于约20％，并且优选低于约15％的糖苷水平，基于干基。在一些实施方案中，使用这种方法可以获得约12％、约10％或甚至更低的未反应糖苷。
为了制备具有较高含量的总甜味糖苷(葡糖基化和非葡糖基化糖苷的总和)，在脱盐处理之前，使用Amberlite XAD7 HP除去低聚麦芽糖。甜菊醇糖苷及其葡糖基化衍生物吸附在树脂上，并且随后通过含水醇洗脱。按照以上所述的，随后将所得到的含有葡糖基甜菊醇糖苷的含水乙醇洗脱液脱色和脱盐，并且在蒸发洗脱溶剂后，通过喷雾干燥将糖苷溶液粉末化。按照以上所述的，将干燥的粉末悬浮于含水醇中并处理，以除去未修饰的(未反应的)甜菊醇糖苷(样品2b)。所得到的产物含有低水平的未修饰的糖苷和短链(含有四个或更少，或两个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物(样品2a和2b)。
通过样品1a、1b、2a和2b举例说明的本发明的实施方案不含或基本上不含具有超过4个或超过2个葡糖基残基的较高葡糖基衍生物。根据本发明，高度纯化的葡糖基甜菊组合物优选包含大于约25％重量二-、三-和四葡糖基莱鲍迪苷A，和高于约9％重量三-和四葡糖基甜菊苷。在另一个实施方案中，高度纯化的葡糖基甜菊组合物包含高于约50％重量单-和二葡糖基甜菊醇糖苷。
使用样品2a的相似方法，除了β-淀粉酶处理阶段，制备含有未修饰的糖苷和长链α-1,4-葡糖基-衍生物(具有多达九个α-1,4-葡糖基残基)的产物(样品3)。
作为对照，使用商业β-淀粉酶处理的含有未修饰的糖苷和短链(含有两个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物的产物(样品4)。
样品的组成概括于表1a和1b中，其中使用上述方法制得的样品1a和2a含有四个或更少的α-1,4-葡糖基残基，而使用上述方法制得的样品1b和2b含有两个或更少的α-1,4-葡糖基残基。
表1a
含有4个或更少的α-1,4-葡糖基残基的葡糖基甜菊醇糖苷样品的组成
使用水溶液，20名小组成员，进行了样品的感官评价。基于全体肯定，选择了最理想和最不合需要的样品。结果显示于表2a中。
表2a
水系统中的样品的感官评价
从表2a的结果清楚，样品1a和2a的甜味品质评价为最优的。整体上，与具有长链葡糖基衍生物(样品3)和两个或更少α-1,4-葡糖基残基短链衍生物(样品4)的样品相比，具有短链(含有四个或更少α-1,4-葡糖基残基)衍生物的样品(样品1a和样品2a)具有更好的味道特征。
样品1a和2a显示出与对照样品4(150倍)相当的甜味力(与5％蔗糖溶液相比，甜150-160倍)；然而，它们的风味特征明显优于对照样品。
对含有两个或更少α-1,4-葡糖基残基的样品1b和2b进行了相似分析。根据实施例12制备了样品5。
表1b
含有2个或更少α-1,4-葡糖基残基的葡糖基甜菊醇糖苷样品的组成
使用水溶液，20名小组成员，进行了样品的感官评价。基于全体肯定，选择了最理想和最不合需要的样品。结果显示于表2b中。
表2b
水系统中的样品的感官评价
从表2b的结果清楚，样品1b和2b的甜味品质评价为最优的。整体上，与具有长链葡糖基衍生物(样品3)以及短链(含有两个或更少α-1,4-葡糖基残基)衍生物和高水平的未反应糖苷的样品(样品5)相比，具有短链(含有两个或更少α-1,4-葡糖基残基)衍生物和低水平的未反应糖苷的样品(样品1b和样品2b)具有更好的味道特征。
样品1b和2b显示出与对照样品5(160倍)相当的甜味力(与5％蔗糖溶液相比，甜150-160倍)；然而，它们的风味特征明显优于对照样品5。
组合物可以用作各种食品和饮料产品中的甜味增强剂、风味剂、风味增强剂和甜味剂。食品和饮料产品的非限制性实例包括碳酸软饮料、即饮饮料、能量饮料、等渗饮料、低热量饮料、无热量饮料、运动饮料、茶、果汁和蔬菜汁、汁液饮料、乳饮料、酸奶饮料、醇饮料、粉末饮料、烘焙制品、曲奇、饼干、烘焙混合物、谷物、糖食、糖果、太妃糖、口香糖、乳制品、调味奶、酸奶、调味酸奶、发酵奶、酱油和其他基于大豆的制品、沙拉酱、蛋黄酱、醋、冷冻甜点、肉制品、鱼-肉制品、瓶装和罐装食品、桌面甜味剂、水果和蔬菜。
另外，组合物可以用于药物或药物制剂和化妆品中，包括但不限于牙膏、漱口水、咳嗽糖浆、咀嚼片、锭剂、维生素制剂等。
组合物可以“按原样(as-is)”使用或与其他甜味剂、风味剂和食品成分相结合。
甜味剂的非限制性实例包括甜菊醇糖苷、甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、莱鲍迪苷X、杜克苷A、甜菊双糖苷、甜茶苷、以及甜菊植物中发现的其他甜菊醇糖苷、及其混合物、甜菊提取物、罗汉果提取物、罗汉果苷、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆、转化糖、低聚果糖、菊粉、低聚菊粉、偶联糖、低聚麦芽糖、麦芽糖糊精、玉米糖浆固体、葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、阿斯巴甜、糖精、三氯蔗糖、糖醇，及其组合。
风味剂的非限制性实例包括柠檬、橙子、果味、香蕉、葡萄、梨子、菠萝、苦杏仁、可乐、肉桂、糖、棉花糖、香草风味剂。
其他食品成分的非限制性实例包括风味剂、酸味剂、有机酸和氨基酸、着色剂、填充剂、改性淀粉、树胶、组织形成剂、防腐剂、抗氧化剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂、胶凝剂，及其组合。
以下实施例说明了本发明的各种实施方案。应当明白本发明不限于实施例中列出的材料、比例、条件和程序，其只是说明性的。
实施例1
CGT酶的制备
将嗜热脂肪芽孢杆菌St-88的菌株接种于2,000升含有1.0％淀粉、0.25％玉米提取物、0.5％(NH4)2SO4和0.2％CaCO3(pH 7.0-7.5)的灭菌培养基中，在56℃下使用持续通风(2,000L/分钟)和搅拌(150rpm)培养24小时。使用Kerasep 0.1μm陶瓷膜(Novasep，法国)过滤所获得的培养液，以分离细胞。将无细胞的透过液在Persep 10kDa超滤器(Orelis，法国)上进一步浓度2倍。根据Hale，Rawlins(1951)测定了酶活性。获得了具有约2单位/mL活性的粗制酶制剂。
实施例2
β-淀粉酶的制备
将多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)St-3504的菌株接种于2,000升含有1.0％淀粉、0.5％蛋白胨、0.5％玉米提取物、0.5％NaCl、0.02％MnSO4和0.1％CaCO3(pH 7.0-7.5)的灭菌培养基中，在32℃下使用持续通风(2,000L/分钟)和搅拌(150rpm)培养24小时。使用Kerasep 0.1μm陶瓷膜(Novasep，法国)过滤所获得的培养液，以分离细胞。将10％的葡萄糖加入无细胞透过液中，将其在Persep 10kDa超滤器(Orelis，法国)上进一步浓度，并使用α1-4LSC冷冻干燥装置(Christ，德国)干燥，以获得具有20,000AUN/g活性的粉末。β-淀粉酶活性单位(1AUN)被定义为在以下条件下每分钟释放100μg还原糖(通过右旋糖当量来表示)的活性：将1mL酶溶液与5mL的1.2％淀粉溶液(pH 5.5，M/20醋酸盐缓冲液)混合，并在40℃下保持20min。
实施例3
短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。然后将温度降至45℃，并将8,000单位大豆β-淀粉酶(#1500S，Nagase Chemtex Corp.，日本)加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱。将脱盐的溶液在60℃下真空浓缩，并使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。获得了196克产物(样品1a)。
实施例4
高度纯化的短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。然后将温度降至45℃，并将8,000单位大豆β-淀粉酶(#1500S，Nagase Chemtex Corp.，日本)加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过各自填充了4000mL Amberlite XAD 7HP大孔吸附树脂的柱。用5体积的水和2体积的20％(v/v)乙醇洗涤柱。用50％乙醇洗脱吸附的糖苷。将获得的洗脱液通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱。蒸发乙醇，并将脱盐和脱色的水溶液在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。获得了151克产物(样品2a)。
实施例5
高度纯化的长链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过各自填充了4000mL AmberliteXAD 7HP大孔吸附树脂的柱。用5体积的水和2体积的20％(v/v)乙醇洗涤柱。用50％乙醇洗脱吸附的糖苷。将获得的洗脱液通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱。蒸发乙醇，并将脱盐和脱色的水溶液在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。获得了165克产物(样品3)。
实施例6
低热量橙汁饮料
将橙子浓缩物(35％)、柠檬酸(0.35％)、抗坏血酸(0.05％)、橙红色素(0.01％)、橙子香精(0.20％)、莱鲍迪苷A(0.003％)和不同的葡糖基甜菊组合物(0.03％)混合，在水中完全溶解(直至100％)并巴氏杀菌。葡糖基甜菊组合物分别根据实施例3、4和5获得的样品1a、2a和3来表示；以及样品4是商业β-淀粉酶处理的产物(只含有甜菊醇糖苷的单-和二-α-1,4-葡糖基-衍生物)。
样品的感官评价概括于表3中。数据表明通过使用高纯度短链葡糖基甜菊组合物(含有四个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物(样品1a和2a)可以获得最佳结果。特别地，用样品1a和2a制得的饮料呈现出圆润和完整的风味特征和口感。
表3
橙汁饮料样品的评价
相同的方法可以用于从其他水果制备汁液和汁液饮料，如苹果、柠檬、杏、樱桃、菠萝、芒果等。
实施例7
低热量碳酸饮料
制备了根据以下配方的碳酸饮料。
| 成分 | 含量，％ |
| 蔗糖 | 5.5 |
| 可乐香精 | 0.340 |
| 正-磷酸 | 0.100 |
| 柠檬酸钠 | 0.310 |
| 苯甲酸钠 | 0.018 |
| 柠檬酸 | 0.018 |
| 莱鲍迪苷A | 0.003 |
| 葡糖基甜菊组合物 | 0.05 |
| 碳酸水 | 至100 |
由20名小组成员评价了感官特性。结果概括于表4中。
表4
低热量碳酸饮料样品的评价
以上结果表明使用样品1a和2a制得的饮料具有最佳感官特征。
实施例8
减肥饼干
将面粉(50.0％)、人造黄油(30.0％)、果糖(10.0％)、麦芽糖醇(8.0％)、全脂奶(1.0％)、盐(0.2％)、发酵粉(0.15％)、香草(0.1％)和不同的葡糖基甜菊组合物(0.03％)在面团混合机中充分捏合。将获得的面团模制并在200℃烤箱中烘焙15分钟。葡糖基甜菊组合物分别根据实施例3、4和5获得的样品1a、2a和3来表示；以及样品4是商业β-淀粉酶处理的产物(只含有甜菊醇糖苷的单-和二-α-1,4-葡糖基-衍生物)。
通过20名小组成员评价了感官特性。在通过高纯度短链葡糖基甜菊组合物(含有四个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物(样品1a和2a)制得的样品中获得了最佳结果。小组成员标注了使用样品1a和2a制得的饼干中圆润和完整的风味特征和口感。
实施例9
酸奶
将不同的葡糖基甜菊组合物(0.03％)和蔗糖(4％)溶解于低脂奶中。葡糖基甜菊组合物分别根据实施例3、4和5获得的样品1a、2a和3来表示；以及样品4是商业β-淀粉酶处理的产物(只含有甜菊醇糖苷的单-和二-α-1,4-葡糖基-衍生物)。在82℃下巴氏杀菌20分钟后，将奶冷却至37℃。加入发酵培养物(3％)，并且将混合物在37℃下孵育6小时，然后在5℃下孵育12小时。
通过20名小组成评价了感官特性。在通过高纯度短链葡糖基甜菊组合物(含有四个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物(样品1a和2a)制得的样品中获得了最佳结果。小组成员标注了使用样品1a和2a制得的样品中圆润和完整的风味特征和口感。
实施例10
短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。然后将温度降至45℃，并将8,000单位根据实施例2获得的β-淀粉酶加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱。将脱盐的溶液在60℃下真空浓缩，并使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。将干燥的粉末悬浮于5体积的95％含水乙醇中。将悬浮液在12小时过程中在80℃下搅拌。然后通过过滤分离悬浮的固体。将获得的固体在5小时过程中在90℃下真空干燥。获得了170克产物(样品1b)。
实施例11
高度纯化的短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。然后将温度降至45℃，并将8,000单位根据实施例2获得的β-淀粉酶加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过各自填充了4000mL Amberlite XAD 7HP大孔吸附树脂的柱。用5体积的水和2体积的20％(v/v)乙醇洗涤柱。用50％乙醇洗脱吸附的糖苷。将获得的洗脱液通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱。蒸发乙醇，并将脱盐和脱色的水溶液在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。将干燥的粉末悬浮于5体积的95％含水乙醇中。将悬浮液在12小时过程中在80℃下搅拌。然后通过过滤分离悬浮的固体。将获得的固体在5小时过程中在90℃下真空干燥。获得了121克产物(样品2b)。
实施例12
高度纯化的短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。然后将温度降至45℃，并将8,000单位根据实施例2获得的β-淀粉酶加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过各自填充了4000mL Amberlite XAD 7HP大孔吸附树脂的柱。用5体积的水和2体积的20％(v/v)乙醇洗涤柱。用50％乙醇洗脱吸附的糖苷。将获得的洗脱液通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱。蒸发乙醇，并将脱盐和脱色的水溶液在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。获得了154克产物(样品5)。
实施例13
长链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据实施例1获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。通过盐酸将反应混合物的pH调节至pH 2.8，并且在5分钟的过程中将混合物在100℃下煮沸，使酶灭活。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并将滤液在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。获得了197克产物(样品6)。
实施例14
低热量橙汁饮料
将橙子浓缩物(35％)、柠檬酸(0.35％)、抗坏血酸(0.05％)、橙红色素(0.01％)、橙子香精(0.20％)、莱鲍迪苷A(0.003％)和不同的葡糖基甜菊组合物(0.03％)混合，在水中完全溶解(直至100％)并巴氏杀菌。葡糖基甜菊组合物分别根据实施例10、11、5、12和13获得的样品1b、2b、3、5和6来表示。
样品的感官评价概括于表5中。数据表明通过使用高纯度短链葡糖基甜菊组合物(含有两个或更少的α-1,4-葡糖基残基和低的未反应甜菊醇糖苷)(样品1b和2b)可以获得最佳结果。特别地，用样品1b和2b制得的饮料呈现出圆润和完整的风味特征和口感。
表5
橙汁饮料样品的评价
相同的方法可以用于从其他水果制备汁液和汁液饮料，如苹果、柠檬、杏、樱桃、菠萝、芒果等。
实施例15
低热量碳酸饮料
制备了根据以下配方的碳酸饮料。
| 成分 | 含量，％ |
| 蔗糖 | 5.5 |
| 可乐香精 | 0.340 |
| 正-磷酸 | 0.100 |
| 柠檬酸钠 | 0.310 |
| 苯甲酸钠 | 0.018 |
| 柠檬酸 | 0.018 |
| 莱鲍迪苷A | 0.003 |
| 葡糖基甜菊组合物 | 0.05 |
| 碳酸水 | 至100 |
由20名小组成员评价了感官特性。结果概括于表6中。
表6
低热量碳酸饮料样品的评价
以上结果表明使用样品1b和2b制得的饮料具有最佳感官特征。
实施例16
减肥饼干
将面粉(50.0％)、人造黄油(30.0％)、果糖(10.0％)、麦芽糖醇(8.0％)、全脂奶(1.0％)、盐(0.2％)、发酵粉(0.15％)、香草(0.1％)和不同的葡糖基甜菊组合物(0.03％)在面团混合机中充分捏合。将获得的面团模制并在200℃烤箱中烘焙15分钟。葡糖基甜菊组合物分别根据实施例10、11、5和12获得的样品1b、2b、3和5来表示。
通过20名小组成员评价了感官特性。在通过高纯度短链葡糖基甜菊组合物(含有两个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物(样品1b和2b)制得的样品中获得了最佳结果。小组成员标注了使用样品1b和2b制得的饼干中圆润和完整的风味特征和口感。
实施例17
酸奶
将不同的葡糖基甜菊组合物(0.03％)和蔗糖(4％)溶解于低脂奶中。葡糖基甜菊组合物分别根据实施例10、11、5和12获得的样品1b、2b、3和5来表示。在82℃下巴氏杀菌20分钟后，将奶冷却至37℃。加入发酵培养物(3％)，并且将混合物在37℃下孵育6小时，然后在5℃下孵育12小时。
通过20名小组成评价了感官特性。在通过高纯度短链葡糖基甜菊组合物(含有两个或更少的α-1,4-葡糖基残基)衍生物(样品1b和2b)制得的样品中获得了最佳结果。小组成员标注了使用样品1b和2b制得的样品中圆润和完整的风味特征和口感。
比较实施例1
高度纯化的短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据上述程序获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。
冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。
然后将温度降至45℃，并将8,000单位大豆β-淀粉酶(#1500S，Nagase ChemtexCorp.，日本)加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过填充了Amberlite FPC23(H+)和AmberliteFPA51(OH-)离子交换树脂的柱，然后通过各自填充了4000mL Amberlite XAD 7HP大孔吸附树脂的柱。用5体积的水和2体积的20％(v/v)乙醇洗涤大孔树脂柱。用50％乙醇洗脱吸附的糖苷。将获得的洗脱液的乙醇蒸发，并在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。获得了114克产物(样品7)。
使用HPLC分析了样品7组成，并使用20名受过训练的小组成员，使用水溶液连同其他样品(样品1a、2a、3和4)进行了感官评价。
葡糖基甜菊醇糖苷样品的组成
水系统中的样品的感官评价
比较实施例2
高度纯化的短链葡糖基甜菊组合物的制备
将100g木薯淀粉悬浮于300mL水(pH6.5)中。加入2KNU的α-淀粉酶(TermamylClassic，Novozymes，丹麦)和30单位根据上述程序获得的CGT酶，并且在80℃下进行淀粉液化约一小时，至约15的右旋糖当量。冷却至65℃后，用氢氧化钠溶液将pH调节至pH6.0。将通过PureCircle(JiangXi)Co.，Ltd.(中国)产生的含有甜菊苷29.2％，莱鲍迪苷A 54.3％、莱鲍迪苷C 9.0％、莱鲍迪苷F(1.7％)和总计约96.4％总甜菊醇糖苷含量的其他糖苷的100g甜菊提取物加入液化淀粉中并搅拌直至获得均匀的溶液。将200单位的CGT酶加入溶液中，并将混合物在65℃的温度下在持续搅拌下保持24小时。然后将温度降至45℃，并将8,000单位根据上述程序获得的β-淀粉酶加入反应混合物中。将反应再继续12小时。将获得的反应混合物在95℃下加热15分钟，使酶灭活。加入20克活性炭，并将混合物加热至75℃，并保持30分钟。将混合物过滤并用水将滤液稀释至5％固体含量，并通过填充了Amberlite FPC23(H+)和Amberlite FPA51(OH-)离子交换树脂的柱，然后通过各自填充了4000mL AmberliteXAD 7HP大孔吸附树脂的柱。用5体积的水和2体积的20％(v/v)乙醇洗涤大孔树脂柱。用50％乙醇洗脱吸附的糖苷。将获得的洗脱液的乙醇蒸发，并在60℃下真空浓缩，然后使用实验室喷雾干燥器干燥成粉末形式。将干燥的粉末悬浮于5体积的95％含水乙醇中。将悬浮液在12小时过程中在80℃下搅拌。然后通过过滤分离悬浮的固体。将获得的固体在5小时过程中在90℃下真空干燥。获得了67克产物(样品8)。
使用HPLC分析了样品8组成，并使用20名受过训练的小组成员，使用水溶液连同其他样品(样品1b、2b、3和5)进行了感官评价。
葡糖基甜菊醇糖苷样品的组成
水系统中的样品的感官评价
应当明白之前的描述和本文中显示的特定实施方案仅仅是本发明最佳方式及其原理的说明，并且本领域技术人员可以容易地进行改变和增加，而不脱离本发明的精神和范围，因此应当明白本发明只受所附权利要求范围的限制。
Claims (25)
1.用于生产葡糖基甜菊组合物的方法，包括下列步骤：
将淀粉加入到水中以形成淀粉悬浮液；
将α-淀粉酶和环糊精葡聚糖转移酶(CGT酶)的混合物加入到淀粉悬浮液中并在约75-80℃下孵育约0.5至2小时，生成液化淀粉悬浮液；
通过低pH热处理将α-淀粉酶灭活；
将甜菊醇糖苷加入到液化淀粉悬浮液中，生成反应混合物；和
将第二批CGT酶加入到反应混合物中并在约5-125℃下孵育约1至168小时；
在反应混合物孵育后，通过加入选自β-淀粉酶、麦芽糖酶、呋喃果糖苷酶、葡聚糖酶、β-葡聚糖酶、转葡糖苷酶、葡糖基转移酶、果糖基转移酶、半乳糖基转移酶、乳糖酶、半乳糖苷酶、纤维素酶、支链淀粉酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶，及其混合物的一种或几种另外的酶，进一步酶处理反应混合物；和
将反应混合物中另外的酶在约5-125℃下孵育约0.0001-168小时；
其中葡糖基甜菊组合物包含具有二十个或更少的α-1，4-葡糖基残基的甜菊醇糖苷衍生物。
2.根据权利要求1的方法，其中α-淀粉酶和CGT酶的混合物含有每一单位CGT酶约0.05-0.1KNU的α-淀粉酶。
3.根据权利要求1的方法，其中添加的甜菊醇糖苷的重量约等于淀粉的重量。
4.根据权利要求1的方法，其中添加的甜菊醇糖苷选自甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、莱鲍迪苷X、杜克苷A、甜菊双糖苷、甜茶苷，以及甜菊植物中发现的其他甜菊醇糖苷，及其混合物。
5.根据权利要求1的方法，其中添加的甜菊醇糖苷被选自罗汉果提取物、Siraitiagrosvenorii提取物、罗汉果苷(mogroside)、罗汉果苷IIE、罗汉果苷III、罗汉果苷IV、罗汉果苷V、罗汉果苷VI、11-氧-罗汉果苷V、赛门苷(siamenoside)I、光果木鳖皂苷(grosmomoside)I，以及Siraitia grosvenorii植物中发现的其他葫芦素(mogrol)或氧-葫芦素糖苷及其混合物的化合物部分或完全替代。
6.根据权利要求1的方法，其中CGT酶通过嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)的培养物来产生。
7.根据权利要求1的方法，其中第二批CGT酶具有每克固体约0.2-4单位的CGT酶或每克固体约0.5-1.2单位的CGT酶。
8.根据权利要求1的方法，其中从选自大豆、大麦、真菌和细菌的来源生产β-淀粉酶。
9.根据权利要求1的方法，其中以每克总固体约30-50单位来添加β-淀粉酶，并且处理在约40-60℃的温度下进行，持续约3-16小时的时间段。
10.根据权利要求1的方法，其中另外的酶处理后，甜菊醇糖苷的葡糖基化衍生物具有四个或更少的α-葡糖基残基，两个或更少的α-葡糖基残基，或只具有一个α-葡糖基残基。
11.权利要求1的方法，进一步包括在孵育反应混合物后通过热处理灭活反应混合物中的另外的酶。
12.权利要求1的方法，进一步包括将反应混合物脱色的步骤，其中任选地使用活性炭进行脱色，或任选地使用离子交换树脂或膜进行脱色，所述膜选自超滤、纳滤和反向渗透膜。
13.权利要求1的方法，进一步包括通过将脱色的反应混合物与大孔吸附树脂接触来除去非-二萜化合物并随后用醇或含水醇洗脱吸附的二萜糖苷，以获得含糖苷洗脱液的步骤，任选地，进一步包括用离子交换树脂将含糖苷洗脱液脱盐的步骤。
14.权利要求13的方法，进一步包括从洗脱液中除去醇，获得含水洗脱液的步骤，其中该步骤任选地进一步包括将含水洗脱液浓缩并干燥以获得干燥的葡糖基甜菊组合物的步骤。
15.权利要求14的方法，进一步包括将干燥的葡糖基甜菊组合物悬浮于含水醇中，从悬浮液中分离晶体并将它们干燥以获得葡糖基甜菊组合物的步骤。
16.权利要求13的方法，其中用多个按序连接的填充有大孔吸附树脂的柱，接着用水洗涤柱，然后用约10-50％(v/v)乙醇洗涤，分离柱，并且随后用30-100％乙醇单独洗脱每个柱来进行除去非二萜化合物。
17.根据权利要求13的方法，其中任选地，将洗脱液通过填充有离子交换树脂的柱或膜来进行脱盐，所述膜选自超滤、纳滤和反向渗透膜。
18.根据权利要求1的方法，其中葡糖基甜菊组合物具有至少约95％总甜菊醇糖苷，基于干基。
19.包含通过权利要求1的方法制得的葡糖基甜菊组合物和另外的甜味剂的组合物，所述另外的甜味剂选自：甜菊提取物、甜菊醇糖苷、甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、莱鲍迪苷X、杜克苷A、甜菊双糖苷、甜茶苷、甜菊植物中发现的其他甜菊醇糖苷及其混合物、罗汉果提取物、罗汉果苷、高果糖玉米糖浆、玉米糖浆、转化糖、低聚果糖、菊粉、低聚菊粉、偶联糖、低聚麦芽糖、麦芽糖糊精、玉米糖浆固体、葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、乳糖、阿斯巴甜、糖精、三氯蔗糖、糖醇，及其组合。
20.包含通过权利要求1的方法制得的葡糖基甜菊组合物和另外的芳香剂的风味组合物，所述另外的芳香剂选自但不限于：柠檬、橙子、果味、香蕉、葡萄、梨子、菠萝、芒果、苦杏仁、可乐、肉桂、糖、棉花糖、香草，及其组合。
21.包含通过权利要求1的方法制得的葡糖基甜菊组合物和另外的食品成分的食品成分，所述另外的食品成分选自：酸味剂、有机酸和氨基酸、着色剂、填充剂、改性淀粉、树胶、组织形成剂、防腐剂、抗氧化剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂、胶凝剂，及其组合。
22.包含通过权利要求1的方法制得的葡糖基甜菊组合物的食品、饮料、化妆品或药品。
23.权利要求1的方法，进一步包括将反应混合物中的第一批和第二批CGT酶灭活的步骤。
24.葡糖基甜菊组合物,包含具有二十个或更少的α-1，4-葡糖基残基的甜菊醇糖苷衍生物。
25.葡糖基甜菊组合物,包含大于约25％重量二-、三-和四葡糖基莱鲍迪苷A，和高于约9％重量三-和四葡糖基甜菊苷。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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