菊苣菊糖、菊糖水解物和衍生物的制造工艺及改良的菊苣菊糖产物、水解物和衍生物制造技术

本发明专利技术提供一种改良的工艺采用常规生产技术从在适合地区生长的菊苣根中生产菊苣菊糖、菊糖的水解物和衍生物。这些菊苣根是在合适气象温度条件下生长和加工的。选择合适的条件能提供菊苣根的生长期和／或加工期可部分或全部扩大超出常规周期。本发明专利技术还涉及改良级菊苣菊糖、菊苣菊糖的水解物，例如一种多分散的低聚果糖组分和一种果糖组分、及利用这些产物生产食品、饲料、饮料、预防性和治疗性组分、化学衍生物和非食品组分。根据本发明专利技术改良的标准级菊苣菊糖具有聚合度（＊）比常规的标准级菊苣菊糖（＊）≥２０％。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术涉及菊苣菊糖、菊糖的水解物和衍生物的制造工艺，某些菊苣根在这种工艺中的用途以及改良的菊苣菊糖产物、水解物和衍生物。背景和先有技术菊糖是在许多植物中存在的一种碳水化合物，某些细菌可产生菊糖。植物来源的菊糖由寡糖和多糖链的多分散成份构成，寡糖和多糖由通过β(2-1)果糖基-果糖键互相连接的果糖单位组成，大部分末端是一个葡萄糖单位。植物来源的菊糖通常由直链组成，但也含一些支链。菊糖的主要植物来源是菊苣(Cichorium intybus)的根，大丽花和耶路撒冷蓟(Jerusalem artichoke)的块茎；在这些植物中，菊糖存在的浓度分别约15～18％，12％和14～18％(新鲜重量)。菊糖易从这些植物中提取、纯化和分馏除去杂质、单糖、双糖及不需要的寡糖，以提供各种等级的菊糖。菊糖一般用通式GFn和Fm表示，G代表葡萄糖单位，F代表果糖单位，n是整数代表连接末端葡萄糖单位的果糖单位数，m是整数代表在碳水化合物链上相互连接的果糖单位数。在一个分子中的糖类单位(果糖和葡萄糖)的数量，即以上公式中的值n+1，通常指聚合度，由(DP)表示。也采用(DP)表示平均聚合度。在完全水解后计算的DPn值如下 在天然菊糖中，Fm部分被认为是忽略不计的(在公式中％指％W/W)。此外，在此计算中不必考虑在分散的多糖中存在的葡萄糖(G)、果糖(F)和蔗糖(GF)。平均聚合度是菊糖的(DPn)，在这里可互换地简称为(DP)菊糖或(DP)。植物来源的天然菊糖的多糖链通常具有的聚合度(DP)约为3～100，而DP大多取决于植物来源，植物的生长期，收获时间，贮存条件和用于天然菊糖提取和纯化的工艺条件。天然菊糖指从新鲜植物或植物的部分中提取得到的不采用任何方法增加或减少(DP)的菊糖。而采取措施抑制植物的水解酶活性(例如简单地煮沸提取物)，以避免水解。天然菊糖的(DP)基本上与植物或植物部分中存在的菊糖的(DP)一致。通过常规生产技术，包括提取、纯化和分离从植物或植物某些部分中得到的菊糖，不需任何过程增加天然菊糖的(DP)可互称为标准(DP)级菊糖或标准级菊糖。由于生产工艺的结果，标准级菊糖的(DP)比相应的天然菊糖的(DP)通常约低1～1.5。根据标准级菊苣菊糖的平均聚合度(DP)在点的(DP)之间产生一个区别，即在特定生长期或加工期从加工的菊苣根中得到的菊糖的(DP)；平均(DP)是从菊苣根中得到的菊糖的(DP)的平均值，化去接近生长期的预定的加工期。根的加工期是指接近生产期直到菊苣根加工成颗粒状为止，或到菊糖生产中的一个阶段，在此时得到的中间物可贮存不会分解。加工期包括在生长期以后的收获期，在那时菊糖链没有进一步伸长(即没有进一步增加(DP))，但根仍留在土壤内时，照这样的收获，根的贮存期最好小规模，照这样加工成菊糖或达到菊糖生产中的一个阶段，如用喷雾干燥可得到不会降解的能贮藏的中间物。因此，这里根的加工期意指收获(包括收获期和收获)，可能的贮藏和加工；这里已加工的根意指收获(收获期和收获)，可能的贮藏，和将根加工成菊糖或中间物。由于寻求商品标准化的结果，商业标准级菊糖的(DP)值一般与化去整个加工期的平均(DP)值一致，加工期通常约60～90天。天然菊苣菊糖的聚合度(DP)范围约为3～70。从常规条件下生产和加工的菊苣根中得到的天然菊糖的点的(DP)范围约为10～14。已知的标准级菊苣菊糖的平均(DP)即从常规条件下生长和加工的菊苣根中得到的菊糖，范围约为9～11，典型的约为10。通式GFn和Fm的菊糖具有较低的聚合度，通常规定(DP)＜10，一般命名为低聚果糖。菊糖可在市场上购得，例如比利时ORAFTI生产的菊苣来源的菊糖，商品名RAFTILINE(R)。典型的RAFTIILINE(R)产品有ST，ST-Gel和GR(即所有标准(DP)级菊糖，但物理形状不同，菊糖的平均(DP)约为10，且作为副产物按葡萄糖、果糖和蔗糖的重量计算约占最大总量的8％；LS(即具有菊糖的平均(DP)约为10的低糖标准(DP)级菊糖，按葡萄糖果糖和蔗糖的重量计算，其作为副产物的总含量小于1％。HP和HP-Gel(即均为高性能级菊糖，但物理形状不同，均由分级的、具(DP)菊糖至少23(不是平均(DP)菊糖)的高(DP)级菊糖组成，基本上没有副产物葡萄糖、果糖和蔗糖)。虽然在工业规模上获得菊糖仅从1990年起，但已发现主要用于食品工业，且日益用于非食品工业。菊糖在水溶液中易分散，在冷水中的溶解性差，但微溶于热水，有良好的热稳定性。取决于副产物的存在和浓度，尤其是单糖、双糖和低聚糖；菊糖的味觉范围从微甜到几乎无味觉，例如，在食品中菊糖可改善结构和口感，在低脂肪制品中产生一种平滑的、含奶油的结构。菊糖还可改善乳化剂、分散剂、奶油冻、发泡状物和奶油的稳定性。此外，如EP-A-0607187所披露的那样，菊糖可与水形成一种稳定，像脂肪、似奶油的结构(在一定的浓度和温度范围内，在经受混合或剪切力时)。然后，菊糖本身，当不考虑单糖和双糖在多分散的多糖中作为副产物可能存在时具有低卡值，因为在摄取时，在人体和许多脊椎动物的小肠内不消化，但几乎定量进入大肠，在那里被细菌，尤其是被双歧杆菌发酵。鉴于其独特的特性，菊糖在各种食品中广泛用作一种低卡糖代用品、脂肪代用品和/或增稠剂。例如巧克力、糖果、焙烘食品、早餐谷类制品、乳制品(如甜点心、奶油、牛奶、干酪和酸奶)，涂抹食品、色拉调味料、水果制品、冷冻甜品、肉制品，如馅饼和饮料，正如EP-A-0599830，EP-A-0607187，EP-A-0607189和EP-A-0651614所披露的例子。菊糖还广泛用于各种饲料制品。菊糖是一种天然的饮食纤维素，对人体和许多脊椎动物有合乎需要的健康效果，例如有益的益生作用，由于菊糖已广泛用于食品和饮料以改善消化系统的功能，包括促进双歧杆菌的生长、代谢和活动，减少不合乎需要的肠道细菌的活动。菊糖对脂质代谢具有利的作用，且对乳房癌(EP-A-0692252)、人和非牛哺乳动物的结肠癌(EP97870069.8)的生成和发展有预防和治疗作用。而且大量菊糖用作生产低聚果糖和果糖的原料，产品广泛用于食品工业，例如乳制品和饮料的生产。此外，菊糖用作生产各种化学衍生物的原料。目前，普通承认的是，与实际应用和所用的量相比，菊糖作为一种原料仍有很大的潜力。菊糖的技术强度、营养特性和效果及其适合作为一种原料生产低聚果糖、果糖和菊糖衍生物基本上与其平均聚合度(DP)成正比(DP)愈高愈好。已披露了从植物来源生产菊糖的各种工艺包括提取、纯化和分级分离。在美国专利4,285,735中，W.A.Mitchell等披露了由大丽花块茎生产结晶菊糖的工艺，首先是分离，将块茎磨成细粉，从水溶物中除去水不溶物；第二步得到水相煮沸几分钟，接着除去凝结物，澄清液浓缩到40～70％干物含量，用菊糖晶体引晶，于1℃～15℃冷却和储藏约12小时；最后一步从母液中分离生成的结晶菊糖，干燥。没有披露干燥结晶菊糖的产量和平均聚合度。在WO94/12541中，Raffinerie Tirlemontoise S.A.公司披露的工艺是通过柱层析技术从标准级菊苣菊糖中基本上除去葡萄糖、果糖和蔗糖。此工艺包括用含水的、本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用常规生产技术，从菊苣根中生产菊苣菊糖的工艺，工艺原料是菊苣根，在适合的地区生长，在合适的气象温度条件下生长和加工，周期至少从生长期的第三个月开始到菊苣根的加工期结束，低温条件的出现不触发菊苣根内的ＦＥＨ基因，上述菊苣根生长期至少１５０天，上述菊苣在北半球选择的播种期从１２月１日～３月１４日，５月１５日～５月３１日，６月１日～６月１４日，６月１５日～１１月３０日，如果从５月１５日～５月３１日，６月１日～６月１４日播种上述菊苣，那么菊苣根的生长期至少１８０天，或者在南半球选择的播种期从６月１日～９月１４日，９月１５日～９月３０日，１０月１日～１１月１４日，１１月１５日～１１月３０日，１２月１日～５月３１日。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治斯米茨，林恩德利恩赫尔，
申请(专利权)人：蒂西苏克拉菲纳德里有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]