CN1235552A - β－葡聚糖产物及从谷物中提取的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用水提取而无需使谷物中的酶失活即可从谷物中得到β－葡聚糖的方法。一种通过控制提取时间来控制从谷物中提取的β－葡聚糖的平均分子量的方法。一种从β－葡聚糖水溶液回收β－葡聚糖的方法,它包括将该溶液冻结;然后让其解冻并将固体从所得悬浮液中分离出来。用这些方法中的任一种制得的β－葡聚糖。一种当将β－葡聚糖的热溶液冷却时会形成凝胶的β－葡聚糖。β－葡聚糖在治疗各种疾病中的应用。在化妆品和食品中作为添加剂的应用,和作为成膜剂的应用。一种已提取了β－葡聚糖、可在动物饲料和酿造作业中使用的谷物。

Description

β-葡聚糖产物及从谷物中提取的方法
发明领域
本发明涉及可从谷物中提取的新颖的物质、新颖的提取方法及该产物作为治疗药物、生物适应性膜和作为食品和化妆品中的添加剂的应用。
技术背景
β-葡聚糖存在于含D-吡喃型葡萄糖单元的谷物中。这些单元通过(1→3)或(1→4)键连接在一起。此类型的β-葡聚糖在燕麦和大麦谷物中高达约15％(固含量)。它们的分子量一般在2,500,000左右。
β-葡聚糖作为可溶性食物纤维是有用的。可溶性纤维只有肠道下部(lowerinstestine)中的结肠菌丛能够将其消化。这有助于对健康有益的细菌的生长。可溶性食物纤维被认为在防止包括慢性癌和与高血清胆固醇水平相关的疾病在内的某些疾病中起作用。可溶性纤维可用于治疗和防止便秘、改善肠规律性和调节与许多物质的消化相关的血糖过多(glycaemic)反应。
β-葡聚糖被认为具有血胆固醇过少活性。β-葡聚糖还可用作食品成分。它们具有中性香味并能增加体积和具有合意的口感和质地特性。在本文中，β-葡聚糖被认为是一些食品中的脂肪替代品。
已见报道的从谷物中提取β-葡聚糖的方法包括许多步骤。首先，对磨成粉的谷物进行处理，使谷物中的酶失活。然后将β-葡聚糖由谷物提取到温水中，接着除去所得溶液中的固体。
往所得溶液中加入大量的可与水混溶的有机溶剂，使β-葡聚糖沉淀，通常，其它多糖也一起沉淀。所得β-葡聚糖纯度低且一般分子量较大。已知的还有，使酶失活的步骤不是作为第一步骤，而是在水提取之后进行。失活步骤抑制了β-葡聚糖的水解，从而使β-葡聚糖保持较大的平均分子量。
通过已知方法得到的β-葡聚糖的水溶液对温度的函数性极小。它们一般是高分子量的树胶并形成粘性水溶液，虽然它们不易溶解在水中。
通过已见报道的方法而得到的β-葡聚糖可含阿拉伯糖基木聚糖和淀粉。这些杂质与提取过程中难以处理的粘性水溶液的形成有关。当将固体作为干产物回收时，会产生树胶状(粘性)固体。这些产物即使在高温下也难以再溶解。
已知的从水溶液中回收β-葡聚糖的方法包括加入可与水混溶的有机溶剂(如乙醇)使β-葡聚糖沉淀，然后过滤和将沉淀物喷雾干燥或冻结干燥。
现有技术提示的提取方法由于包含的步骤较多，导致成本较高，因此，其商业价值有限。
发明概要
本发明的目的在于，提供一种β-葡聚糖产物和一种简单而有效的提取β-葡聚糖的方法，或者至少向公众提供一种有用的可供选择的方法。
本发明的第一个方面是，提供一种由谷物得到平均分子量比其在天然状态的低的β-葡聚糖的方法，该方法包括：
-将谷物与水混合，形成β-葡聚糖水溶液与固体残渣的料浆，这样，β-葡
聚糖被谷物中的一种或多种酶部分水解，产生平均分子量较其在天然状态
的低的β-葡聚糖，
-将水溶液与固体残渣分离，
-从水溶液中回收β-葡聚糖而不使一种或多种酶失活。
还提供一种由谷物得到具有预定平均分子量的β-葡聚糖的方法，该方法包括：
-将谷物与水混合，形成水组分与固体残渣的料浆，其中，从谷物中提取β
-葡聚糖，形成β-葡聚糖的水溶液，
-控制提取时间，这样，β-葡聚糖被谷物中的一种或多种酶部分水解，产
生具有预定平均分子量的β-葡聚糖，
-将水溶液与固体残渣分离，
-从水溶液中回收β-葡聚糖。
本发明的第二个方面是，提供一种从β-葡聚糖水溶液中回收β-葡聚糖的方法，该方法包括：
-将溶液冷冻，
-将溶液解冻，在水中产生沉淀，
-从水中分离出沉淀物，其中，沉淀物中主要的非水性成分是β-葡聚糖。
本发明提供一种用本发明第一个和第二个方面的方法中的任一种制得的β-葡聚糖。
本发明还提供一种从谷物中提取的β-葡聚糖，该β-葡聚糖在溶解于热水中然后让其冷却时会形成凝胶。
本发明的又一方面是，提供一种用作血胆固醇过少治疗药物的、含β-葡聚糖的组合物。还提供用作用于治疗或防止便秘、调节肠活性或调节血糖过多反应的、含β-葡聚糖的组合物。
本发明还提供一种治疗血胆固醇过多的方法，该方法包括给患者服用有效量的β-葡聚糖。
本发明还提供一种治疗或防止便秘的方法、一种调节肠活性的方法和一种调节血糖过多反应的方法，各方法包括给患者服用有效量的β-葡聚糖。
本发明提供β-葡聚糖作为食品成分、作为化妆品组合物中的添加剂、作为创伤敷料和食品挂糖衣中的成膜剂、作为携载缓释药物的基质和用于修饰其它多糖的性能的应用。
本发明还提供一种由β-葡聚糖已基本上被提取的谷物制成的动物饲料。本发明还提供一种供酿造作业用的谷物，其中，该谷物中的β-葡聚糖已被提取。
本发明的详细描述
本发明所用的谷物可以是任何含β-葡聚糖的谷类或植物物质，包括但不限于大麦、燕麦、稻米、黑麦、黑小麦、玉米和小麦。优选大麦。此外，糯性谷物优于非糯性谷物，因为不容易从后者的淀粉颗粒中将直链淀粉提取至抽提液中。
β-葡聚糖的物理性能主要取决于其平均分子量。此处所述的“高分子量β-葡聚糖”一词是指平均分子量基本上与谷物中的β-葡聚糖的平均分子量(通常为2×106-3×106)相似的β-葡聚糖。此处所述的“低分子量β-葡聚糖”一词是指平均分子量比谷物中的β-葡聚糖的平均分子量(5×103-1.5×106)低的β-葡聚糖。
从谷物中提取的β-葡聚糖的平均分子量是β-葡聚糖与一种或多种谷物中的水解酶接触时间的函数。因此，当谷物与水混合时，据认为，一种或多种水解酶被活化而与β-葡聚糖反应。一部分β-葡聚糖分子被水解成较小的单元，这就使提取过程中被回收的β-葡聚糖具有较低的分子量。
谷物中的水解酶包括谷物内部产生的酶，还包括存在于可能已粘附在谷物上的微生物中的酶或由这些微生物产生的酶。
在不使水解酶失活的情况下，用水从谷物中提取而得到的β-葡聚糖的平均分子量可通过控制提取的时间而加以控制。在本发明的第一方面的方法中，将谷物与水混合，形成料浆，这样，将β-葡聚糖从谷物提取到溶液中。提取时间越长，β-葡聚糖的水解量越大。因此，若不发生酶失活，则可得到低分子量的β-葡聚糖。此外，可通过预先确定提取时间而得到预定分子量的β-葡聚糖。
可在0-80℃范围内的任何温度(较好的为30-70℃，更好的为45-60℃)用水提取谷物。据认为，当温度大于约80℃时，谷物中的酶会失活。
应理解，从谷物回收的β-葡聚糖的得率随提取过程中的水温而变化。通常，温度越高，得率也越高。
可将谷物与pH调节至1-10(较好的为5-8)的水混合。
除通过控制提取时间来控制β-葡聚糖的平均分子量之外，往混合物中添加外源性β-葡聚糖水解酶或往混合物中添加酸被认为也有助于β-葡聚糖的部分水解。
此外，用阿拉伯糖基木聚糖降解酶(如木聚糖酶或淀粉降解酶)处理水混合物被认为会产生纯度改善的β-葡聚糖产物。
将β-葡聚糖的水溶液冷却至约0℃至10℃之间会导致凝胶的形成。
可用任何从水溶液中回收β-葡聚糖的已知方法或本发明的第二方面的方法回收低分子量的β-葡聚糖。
可将谷物(可以是全粒、麸皮、糠、粉或其它磨成所需粒径的粉末的形式)与水在约50℃搅拌，直至所需量的β-葡聚糖被提取到溶液中，例如，可搅拌48小时，较好的是10小时，更好的是3小时。然后可通过离心接着滗析或过滤，将水相与任何残留的固体物质分离。接着，最好用本发明的第二方面的方法回收水溶液中的β-葡聚糖。
回收的低分子量的β-葡聚糖的平均分子量可达1,500,000，较好的是，达600,000，更好的是，达300,000，例如，为5,000至50,000。应理解，回收的β-葡聚糖的平均分子量会由于谷物的不同而不同，也会由于谷物形式的不同而不同。因此，需要进行一些实验以对某一给定的混合时间预先确定平均分子量。
本发明第二方面的方法涉及通过将溶液冷冻-解冻来从β-葡聚糖的水溶液中回收β-葡聚糖。
在该方法中，可用本发明的第一方面的方法或任何会产生低分子量β-葡聚糖产物的已知方法形成水溶液。已知的方法通常需要在水提取β-葡聚糖之前使谷物中的酶失活。然后，用酶使β-葡聚糖部分水解或用酸进行处理，产生低分子量的β-葡聚糖。
将水溶液冷冻至0℃以下的温度，较好的是冷冻至约-20℃至-10℃之间。但将溶液保持冷冻状态多长时间似乎并不重要。接着让冷冻液解冻，较好的是将其在室温(15-25℃)放置。
将β-葡聚糖产物作为已从溶液中沉淀出来的带白色的固体颗粒、凝胶状或纤维状物质回收。用过滤或其它方法将其从水相中分出，它基本上不溶于冷水。然后将β-葡聚糖产物干燥。干燥时，可采用将沉淀物冷冻然后让其解冻这一辅助手段。该方法可从固体物质中除去更多的水。
可用任何已知的方法将沉淀物干燥，这些方法包括风干、压榨、用醇洗涤、加热或冻结干燥。
已发现所得β-葡聚糖产物是高纯度的，通常占总颗粒的70重量％以上。将含β-葡聚糖的产物重新溶解在水中，然后重复冷冻和解冻步骤，产生纯度更高(例如在90％以上)的β-葡聚糖产物。
虽然该方法产生的β-葡聚糖是高纯度的，但可预期，使用阿拉伯糖基木聚糖降解酶(如木聚糖酶)和/或淀粉降解酶(如淀粉酶)能更容易地除去不要的、作为容易溶解的低聚糖的阿拉伯糖基木聚糖和淀粉，从而提高所得β-葡聚糖产物的纯度。降解酶可在冷冻和解冻步骤之前使用，或者，可将通过冷冻和解冻步骤而回收的β-葡聚糖产物重新溶解在水中，并用一种或多种此类降解酶进行处理。
如此分离出来的β-葡聚糖具有新颖的功能特性。用已知方法得到的产物在0℃至100℃的温度范围内是粘性溶液，难以或无法形成结构。而用本发明制得的β-葡聚糖则形成自由流动的溶液，该溶液可发展成很大程度的结构性。凝胶可在约60℃以下的温度和约0.5％(w/w)以上的浓度(较好的是，在1％(w/w)以上)形成。
粘性流体是抗流变的流体。如水一样的流性液体的粘度低，但难以流动的液体(如糖蜜)则粘度高。
此处所述的“凝胶”的定义为，一种其中分散有液体的、部分凝结的固体。凝胶通常是半刚性的，但容易变形。树胶可溶于水，形成粘性溶液，但不会凝结形成凝胶。
在本发明的较佳实施方式中，提供一种可在约0.5％(w/w)以上的浓度形成软凝胶的β-葡聚糖产物。
较好的是，在将水加热到约60℃以上时，将β-葡聚糖产物溶解。溶液冷却后即形成凝胶。
通常，分子量较低的β-葡聚糖会快速地形成凝胶。例如，分子量为30,000的β-葡聚糖会在约15分钟后开始固化，而分子量为400,000的β-葡聚糖形成凝胶则约需2个小时。在这些β-葡聚糖中，分子量较高的β-葡聚糖所形成的凝胶通常较硬。
本发明的另一内容是用低分子量的β-葡聚糖来改变其它多糖(例如，其它高分子量β-葡聚糖)的特性。
本发明的β-葡聚糖产物可用作治疗血胆固醇过少的药物。它还可用于治疗或防止便秘和调节肠活性。此外，β-葡聚糖产物可用来调节血糖过多反应(即，将某些食物消化后血糖水平上升)。
本发明的治疗剂可制成组合物的形式，具体地可以是片剂、胶囊、溶液、悬浮液或其它类型的组合物。这些组合物可用任何已知的方法形成。
除上述作为治疗血胆固醇过少的药物之外，本发明的低分子量β-葡聚糖还可用于其它用途。其独特的功能特性尤其在加工食品中会有各种用途。根据本发明，较好的是，仅仅将β-葡聚糖加入到食品中。可以相信，由于β-葡聚糖是天然食品成分，消费者对它的抵触不会象对改性的(即非天然的)食品添加剂那样普遍。
本发明的低分子量β-葡聚糖的一个优点是其具有良好的口感。这使得其适合用作食品中的模拟脂肪。其形成可食用膜的能力使其有具有用作食品包衣(例如，挂糖衣)的可能。β-葡聚糖的成膜性还可使其可用作创伤敷料的膜。β-葡聚糖似乎能抑制冷冻食品中冰晶的形成。因此，非常适合需要光滑口感的冷冻食品，例如冰淇淋。
此外，本发明的胶冻的或干燥的β-葡聚糖的固体结构中的小孔被预期能使β-葡聚糖用作药物和香料(例如，食品中的香料)的缓释剂。
含β-葡聚糖的谷物被用作牲畜饲料，尤其是被用作家禽或猪的饲料。由于β-葡聚糖的抗营养活性，它们不能有效地用作营养素。通过提取β-葡聚糖，剩余的固体物质作为动物饲料的价值将会增加。对于大麦，尤其如此。
本发明还提供一种已用以下方法将所含谷物中的β-葡聚糖除去的动物饲料：将β-葡聚糖溶解到水溶液中并将固体物质作为动物饲料除去。该固体物质还可使用在酿造作业中，以减少由糖化过程中β-葡聚糖从溶液中沉淀出来而产生的过滤器阻塞等问题。通常，已将至少30％的β-葡聚糖从谷物中除去。较好的是，已将50％除去。更好的是，将至少80％的β-葡聚糖除去。
下面的实施例是对本发明的举例说明，但它们并非是对本发明的限定。
实施例1
将1kg的已去麸皮的大麦粉与5升水在55℃缓缓地搅拌3小时。离心除去固体，将上清液在-20℃冷冻。然后将溶液解冻，并将解冻溶液中残留的β-葡聚糖固体滤出、干燥。β-葡聚糖产物的得量为26g。用13C-NMR分析所得产物，结果见表1。
          表1
峰频率(ppm)* 峰高
    103.04    67
    102.79    132
    84.96     50
    79.21     107
    76.17     61
    75.37     137
    74.70     135
    73.82     66
    73.51     90
    68.65     59
    61.27     59
    60.71     139
*β-葡聚糖产物的13C-NMR谱是以D2O为溶剂在70℃定的。峰位置是相对于DMSO在水中(=39.47ppm)的位置。
实施例2
将5g含3.9％β-葡聚糖的、已去麸皮的大麦粉与25ml水在55℃混合。不时搅拌该混合物。2小时后，离心除去固体，将上清液在-20℃冷冻12小时。然后将冷冻的溶液在室温解冻，并将沉淀出来的β-葡聚糖产物滤出，在80℃烘干。β-葡聚糖产物的总得量为0.19g。
实施例3
将5g带有细麸皮的大麦粉与25ml水在55℃混合。不时搅拌该混合物。2小时后，离心除去固体，将上清液在-20℃冷冻12小时。然后将冷冻的溶液在室温解冻，并将沉淀出来的β-葡聚糖产物滤出，在80℃烘干。β-葡聚糖产物的总得量为0.065g。
实施例4
将5g已去麸皮的大麦粉与25ml水在55℃混合。不时搅拌该混合物。2小时后，离心除去固体，将上清液在-20℃冷冻12小时。然后将冷冻的溶液在室温解冻，并将沉淀出来的β-葡聚糖产物滤出，在80℃烘干。接着将离心后残留的固体送入与第一个提取程序相同的另一个提取程序。β-葡聚糖产物的总得量为0.19g。
实施例5
将5g已去麸皮的大麦粉与25ml蒸馏水在55℃加热1/2小时。不时搅拌该混合物。离心除去固体，将上清液在-10℃冷冻。然后，将冷冻的溶液在室温解冻，并将沉淀出来的β-葡聚糖产物滤出、干燥。β-葡聚糖产物的得量为0.16g。用凝胶渗透色谱法(GPC)测定所得产物的分子量。结果提示，该产物的平均分子量约为560,000。
实施例6
将140g已去麸皮的大麦粉与700ml水在50℃加热，必要时进行搅拌。0.5小时后，离心除去固体。然后将回收的上清液在-10℃冷冻。一天之后，让冷冻的上清液在室温解冻。解冻后的溶液由凝胶状的β-葡聚糖沉淀所组成，将其离心分离。洗涤凝胶状β-葡聚糖沉淀物，然后将其第二次冷冻和解冻，得到纤维更多的β-葡聚糖产物。可通过将过多的水压出、用乙醇洗涤然后风干的方法使所得产物进一步地脱水。多纤维的β-葡聚糖产物的得量约为3g。
实施例7
用以下方法制备非常纯的β-葡聚糖产物：将100g已去麸皮的大麦粉与500ml水在55℃加热。2小时后，离心除去固体，然后将上清液在-10℃冷冻一天。使冷冻的上清液解冻，并滤去沉淀的β-葡聚糖产物。接着将回收的物质重新溶解在80℃的水中。再将β-葡聚糖溶液在-10℃冷冻一天，然后让其解冻。用过滤法从溶液中回收β-葡聚糖产物并水洗。然后将滤出物烘干。β-葡聚糖产物的得量为3g，用McCleary氏分析法〔1〕测得其纯度为95％。
实施例8
在一系列实验中，在不同温度下，用各种时间提取大麦的糠部分。提取温度在环境温度(25℃)至55℃之间，提取时间为0.5-5小时。用凝胶渗透色谱法(GPC)测定分子量。在各实验中，用不同的时间和提取温度将β-葡聚糖由5g大麦糠提取至25ml水中。离心除去固体，然后将上清液在-10℃冷冻一天。接着将溶液在室温解冻。滤出沉淀的β-葡聚糖并干燥。记录其得率并用GPC测定分子量特性。结果见表2。表2中的百分比得率是根据干大麦糠中的总β-葡聚糖含量(6.8％)〔1〕计算的。对于得率，已用离心后固体中残留的液体量对其进行了校正并假定冷冻/解冻的沉淀物中β-葡聚糖含量为80％(除非实际测定)。
现已发现，得率一般仅取决于提取过程中的温度，而GPC峰最大值时的分子量则仅取决于提取时间。
                    表2提取温度    提取时间   得率1    β-葡聚糖含量2 峰最大值处的
(℃)    (小时)     (％)           (％)        MW
25       0.5        32             83         62000
         2          33                        53000
         3.5        34                        45000
         5          34                        36000
35       5          29                        29000
40       0.5                       78         79000
45       2          47                        49000
         5          34                        31000
55       0.5        48             84       ＞100000
         2.75       84                        62000
         5          68                        35000
1．以大麦糠的总β-葡聚糖含量为基准算得。
2．用McCleary氏β-葡聚糖测定法测得〔1〕。
〔1〕B.V.McCleary和R.Codd,(1991),Journal of the Science of Food andAgriculture,55,303-312。
实施例9
将5g已去麸皮的大麦粉与0.02摩尔/升的盐酸溶液混合并将混合物静置0.5小时。然后将酸离心除去并将余下的麦粉水洗二次。离心除去所有残留的水。然后将湿润的麦粉与25ml水混合，将麦粉与水的混合物在55℃加热2小时。离心除去固体并将上清液在-10℃冷冻12小时。然后将冷冻的溶液解冻，收集凝胶状沉淀物并加以干燥。β-葡聚糖产物的得量为0.07g。
实施例10
将5g已去麸皮的大麦粉与25ml水混合。用碳酸钠溶液将混合物调节至pH=10。然后将混合物在45℃加热2小时。离心除去固体，然后将上清液在-10℃冷冻12小时。接着将冷冻的溶液解冻，收集纤维状沉淀物并加以干燥。β-葡聚糖产物的得量为0.15g。
实施例11
通过7个步骤的中间工厂提取，制得高质量的β-葡聚糖产物。1．提取
将78.9kg的黑大麦糠与400.2kg自来水在50℃混合。将大麦/水料浆在50℃保持30分钟。2．除去固体
然后将以2.96kg/min的速率送入APV旋涡形沉降式离心机。得到313.6kg上清液。3．澄清
将得自旋涡形沉降式离心机的上清液以1.9kg/min的速率送入Westfalia SAOH型盘组式离心分离机，得到303.2kg上清液。4．冷冻解冻1
将澄清的上清液在-18℃冷冻并保持2日。然后让冷冻的上清液在室温解冻3日。5．得自冷冻解冻1的沉淀的β-葡聚糖的浓缩
用蠕动泵将上清液滗析。滗析后，残留60kg沉淀物料浆。6．重新溶解的β-葡聚糖的澄清
将沉淀物料浆在80℃加热30分钟，使沉淀的β-葡聚糖重新溶解。然后让溶液通过WestfaliaSAOH离心分离机，除去细粒。得到56.1kg澄清的上清液。7．冷冻解冻2
将重新溶解的β-葡聚糖在-18℃冷冻2日。然后将冷冻的β-葡聚糖在室温解冻3日。接着以1升/分的速率让得自第二冷冻解冻的β-葡聚糖产物和上清液的料浆通过Sharples型蓝式离心机。然后将凝胶状β-葡聚糖产物冻结干燥，除去残留的水分。8．得量
得自上述方法的β-葡聚糖产物的得量为1.64kg。
实施例12
按下述方法将由实施例6制得的β-葡聚糖产物形成膜。将17mgβ-葡聚糖产物溶解在0.5ml的80℃水中，形成澄清溶液。然后让直径2.5cm的一滩该溶液在聚乙烯模板上干燥。所得葡聚糖产物的干膜具有良好的透明度和拉伸强度。
实施例13
由下述成分和在实施例11制得的β-葡聚糖产物制备湿润性乳膏。
            混合物A
成分                    量
麦芽油                  5ml
吐温65                  1.5g
山梨糖醇硬脂酸酯        1.5g
十六烷醇                1g
        混合物B
成分            量
聚乙二醇        5ml
β-葡聚糖       0.75g
水              1g
将混合物B加热至70℃，直至所有β-葡聚糖产物溶解。将混合物A在70℃熔融。然后将混合物B、0.2g 4-羟基苯甲酸正丙酯与混合物A一起在70℃快速搅拌。接着让所得混合物冷却，得到湿润性乳膏。
实施例14
由下述成分和在实施例11制得的β-葡聚糖产物制备意大利式食品调味用拌料。
成分                  量
水                    60ml
白葡萄酒醋            40ml
糖                    8g
盐                    2g
大蒜                  2g
干辣椒粉              1g
干甘牛至              0.2g
干罗勒                0.2g
β-葡聚糖产物         2g
将β-葡聚糖产物溶解在80℃水中。立即将所有成分合并并在装有浆叶附件的食品加工器中搅拌3分钟。然后让混合物冷却并在4℃形成凝胶，得到食品调味用拌料。
实施例15
用下述成分和在实施例11制得的β-葡聚糖产物制备冰淇淋。
成分                量
水                  60ml
稠乳油              20ml
糖                  12g
无脂肪奶粉          15g
香子兰              2ml
β-葡聚糖产物       5g
将β-葡聚糖产物溶解在80℃水中，然后立即与其它成分在装有浆叶附件的食品加工器中混合。将混合物处理5分钟。然后将处理过的混合物在-15℃冷冻，制得很少或没有结晶形成的冰淇淋。
实施例16
由下述成分和在实施例11制得的β-葡聚糖产物制备不含添加的脂肪的橙汁饼。
成分               量
软质面粉           180g
鸡蛋(7号)          2
糖                 85g
新鲜榨出的橙汁     25ml
水                 60ml
发面苏打           1g
酒石酸             1g
β-葡聚糖产物      5g
将橙汁与水合并并加热至80℃。然后将β-葡聚糖产物溶解在水与橙汁的80℃混合物中。接着，让混合物静置约20分钟，使其冷却并形成凝胶。将鸡蛋与糖在制饼用混合器中搅拌5分钟。然后将其它干成分与鸡蛋与糖的混合物混合。接着，再掺入形成凝胶的橙汁与水的混合物，得到稀面糊。将该稀面糊在160℃的烘箱中烘烤20分钟。
虽然通过实施例对本发明进行了描述，但应明白，在不偏离权利要求书所界定的本发明范围的情况下对本发明作各种变更和修改是可能的。而且，用等价手段对本发明特征进行的各种替换也在本发明的保护范围之内。
工业上应用的可能性
本发明的β-葡聚糖产物具有各种用途。由于它们具有的形成凝胶的特性，它们可用作食品和化妆品的添加剂。它们可形成膜，这意味着它们可用作生物适应性膜，例如，可用作食品的可食用膜和用作创伤敷料的膜。β-葡聚糖产物还可用作药物，尤其是用作降胆固醇药。

Claims (64)

1．由谷物得到平均分子量比其在天然状态的低的β-葡聚糖的方法，该方法包括：
-将谷物与水混合，形成β-葡聚糖水溶液与固体残渣的料浆，这样，β-葡
聚糖被谷物中的一种或多种酶部分水解，产生平均分子量较其在天然状态
的低的β-葡聚糖，
-将水溶液与固体残渣分离，
-从水溶液中回收β-葡聚糖而不使一种或多种酶失活。
2．由谷物得到具有预定平均分子量的β-葡聚糖的方法，该方法包括：
-将谷物与水混合，形成水组分与固体残渣的料浆，其中，从谷物中提取β
-葡聚糖，形成β-葡聚糖的水溶液，
-控制提取时间，这样，β-葡聚糖被谷物中的一种或多种酶部分水解，产
生具有预定平均分子量的β-葡聚糖，
-将水溶液与固体残渣分离，
-从水溶液中回收β-葡聚糖。
3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将与固体残渣分离的水溶液冷却至0-10℃，以便形成凝胶并从所形成的凝胶中回收β-葡聚糖。
4．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述谷物是谷粒或谷类作物材料的加工过的形式或其一部分。
5．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将谷物与水在0-80℃混合。
6．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述温度为45-60℃。
7．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将谷物与水在pH1-10的范围内混合。
8．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，它还包括往料浆中或往由分离步骤中得到的水溶液中添加一种或多种酶以帮助β-葡聚糖部分水解的步骤。
9．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，它还包括往料浆中或往由分离步骤中得到的水溶液中添加酸以帮助β-葡聚糖部分水解的步骤。
10．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，它还包括用阿拉伯糖基木聚糖降解酶或淀粉降解酶处理所述料浆或由分离步骤得到的水溶液，以减少所得β-葡聚糖中的阿拉伯糖基木聚糖或淀粉杂质的量。
11．如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述阿拉伯糖基木聚糖降解酶是木聚糖酶。
12．如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述淀粉降解酶是直链淀粉酶。
13．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖的平均分子量在1.5×106以下。
14．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖的平均分子量在6.0×105以下。
15．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖的平均分子量在3.0×105以下。
16．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖的平均分子量在5×103至5×104之间。
17．从β-葡聚糖水溶液中回收β-葡聚糖的方法，该方法包括：
-将溶液冷冻，
-将溶液解冻，在水中产生沉淀，
-从水中分离出沉淀物，其特征在于，沉淀物中主要的非水性成分是β-葡聚糖。
18．如权利要求17所述的方法，其特征在于，将所述溶液在-20℃至0℃冷冻。
19．如权利要求17所述的方法，其特征在于，将所述溶液在15-25℃解冻。
20．如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过过滤或离心将沉淀物从水中分离出来，然后加以干燥。
21．如权利要求17所述的方法，其特征在于，它还包括将从水中回收的沉淀物重新溶解在水中并重复冷冻、解冻和分离步骤。
22．如权利要求17所述的方法，其特征在于，将沉淀物重新冷冻，然后解冻，以进一步从沉淀物中除去水。
23．如权利要求17至22中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖占沉淀物总重量的30％以上。
24．如权利要求17至22中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖占沉淀物总重量的70％以上。
25．如权利要求17至22中任一项所述的方法，其特征在于，β-葡聚糖占沉淀物总重量的90％以上。
26．如权利要求17所述的方法，其特征在于，在将含β-葡聚糖的溶液冷冻之前，往该溶液中加入阿拉伯糖基木聚糖降解酶或淀粉降解酶，以使不要的阿拉伯糖基木聚糖或淀粉降解并减少从悬浮液中回收的固体中的阿拉伯糖基木聚糖或淀粉杂质的量。
27．如权利要求17所述的方法，其特征在于，将从悬浮液中回收的固体重新溶解在水中并用阿拉伯糖基木聚糖降解酶或淀粉降解酶进行处理，然后重复冷冻、解冻和分离步骤，以减少沉淀物中阿拉伯糖基木聚糖或淀粉杂质的量。
28．如权利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述阿拉伯糖基木聚糖降解酶是木聚糖酶。
29．如权利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述淀粉降解酶是直链淀粉酶。
30．如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述谷物是大麦、燕麦、稻米、黑麦、黑小麦、玉米和小麦。
31．β-葡聚糖，其特征在于，由前述权利要求中任一项所述的方法制得。
32．由谷物提取出的β-葡聚糖，其特征在于，当溶解在45℃以上的水中然后让其冷却时，所述β-葡聚糖形成凝胶。
33．如权利要求31或32所述的β-葡聚糖，其特征在于，其平均分子量在1.5×106以下。
34．如权利要求31或32所述的β-葡聚糖，其特征在于，其平均分子量在6.0×105以下。
35．如权利要求31或32所述的β-葡聚糖，其特征在于，其平均分子量在3.0×105以下。
36．如权利要求31或32所述的β-葡聚糖，其特征在于，其平均分子量在1.5×106左右。
37．如权利要求32所述的β-葡聚糖，其特征在于，它在水中以0.5重量％以上的浓度形成凝胶。
38．如权利要求32所述的β-葡聚糖，其特征在于，将水加热至60℃以上，使β-葡聚糖溶解。
39．用作血胆固醇过少症治疗药物的组合物，其特征在于，含β-葡聚糖以及药用载体。
40．用作治疗或防止便秘的组合物，其特征在于，含β-葡聚糖以及药用载体。
41．用作调节肠活性的组合物，其特征在于，含β-葡聚糖以及药用载体。
42．用作调节血糖过多反应的组合物，其特征在于，含β-葡聚糖以及药用载体。
43．治疗血胆固醇过多症的方法，其特征在于，给患者服用有效量的β-葡聚糖。
44．治疗或防止便秘的方法，其特征在于，给患者服用有效量的β-葡聚糖。
45．调节肠活性的方法，其特征在于，给患者服用有效量的β-葡聚糖。
46．调节血糖过多反应的方法，其特征在于，给患者服用有效量的β-葡聚糖。
47．权利要求31-38中任一项所述的β-葡聚糖的应用，其特征在于，用作食品成分。
48．权利要求31-38中任一项所述的β-葡聚糖的应用，其特征在于，在化妆品组合物中用作添加剂。
49．权利要求31-38中任一项所述的β-葡聚糖的应用，其特征在于，在创伤敷料和食品挂糖衣中用作成膜剂。
50．权利要求31-38中任一项所述的β-葡聚糖的应用，其特征在于，用作携载缓释药物的基质。
51．权利要求31-38中任一项所述的β-葡聚糖的应用，其特征在于，用于修饰其它多糖的性能。
52．权利要求31-38中任一项所述的β-葡聚糖的应用，其特征在于，用作制备冷冻食品时的冰晶形成抑制剂。
53．动物饲料，其特征在于，由已提取了β-葡聚糖的谷物组成。
54．如权利要求53所述的动物饲料，其特征在于，已从谷物中提取了至少30％的β-葡聚糖。
55．如权利要求53所述的动物饲料，其特征在于，已从谷物中提取了至少50％的β-葡聚糖。
56．如权利要求53所述的动物饲料，其特征在于，已从谷物中提取了至少80％的β-葡聚糖。
57．用于酿造作业的谷物，其特征在于，已提取了β-葡聚糖。
58．如权利要求57所述的谷物，其特征在于，已从谷物中提取了至少30％的β-葡聚糖。
59．如权利要求57所述的谷物，其特征在于，已从谷物中提取了至少50％的β-葡聚糖。
60．如权利要求57所述的谷物，其特征在于，已从谷物中提取了至少80％的β-葡聚糖。
61．从谷物中得到β-葡聚糖的方法，其特征在于，基本上与实施例1-11中任一个所述的相同。
62．从β-葡聚糖水溶液中回收β-葡聚糖的方法，其特征在于，基本上与实施例1-11中任一个所述的相同。
63．用权利要求1-29中任一项所述的方法得到的β-葡聚糖产物，其特征在于，基本上与实施例1-11中任一个所述的相同。
64．β-葡聚糖的应用，其特征在于，基本上与实施例12-16中任一个所述的相同。
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