包含活化的果胶的生物质组合物、产品及生产方法技术

提供了用于生产包含活化的果胶的生物质组合物的方法。该方法包括：(A)将包含不溶性纤维组分和不溶性原果胶组分的起始包含果胶的生物质材料与醇的水溶液混合以形成混合物；(B)通过使起始包含果胶的生物质材料经受以下来活化起始包含果胶的生物质材料以形成包含不溶性纤维组分和可溶性果胶组分的包含活化的果胶的生物质材料：(i)通过向混合物中加入酸以将混合物的pH调节在从0.5或约0.5至2.5或约2.5的范围内而形成的活化溶液，和(ii)加热至高于40摄氏度或高于约40摄氏度的温度；以及(C)施加机械能(i)至步骤A)的混合物，(ii)在步骤B)的活化期间，或(iii)至步骤A)的混合物并且在步骤B)的活化期间；以及(D)从混合物中分离包含活化的果胶的生物质材料；其中在该方法期间，所述混合物中存在的醇为基于混合物的总重量的约40重量百分比或大于约40重量百分比。还提供了包含活化的果胶的生物质组合物。

Biomass composition, product and production method including activated pectin

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含活化的果胶的生物质组合物、产品及生产方法背景膳食纤维或粗粮是源自植物的食物的不易消化的部分。已经发现消耗高纤维的食物会降低食欲。膳食纤维由可溶性纤维和不溶性纤维构成。溶于水的可溶性纤维在结肠中容易发酵成气体和生理活性的副产物，并且可以是益生元(prebiotic)和粘性的。不溶于水的不溶性纤维是代谢上惰性的并且提供膨胀，或者可以是益生元并且在大肠中被代谢发酵。膳食纤维可以通过改变胃肠道的内容物的性质以及通过改变其他营养物和化学物质的吸收方式来发挥作用。一些类型的可溶性纤维吸收水分以变成凝胶状的粘性物质，该粘性物质通过消化道中的细菌被发酵。一些类型的不溶性纤维具有膨胀作用，并且不被发酵。木质素，一种主要的膳食不溶性纤维源，可以改变可溶性纤维的速率和代谢。其他类型的不溶性纤维，尤其是抗性淀粉，完全被发酵。化学上，膳食纤维由非淀粉多糖，例如阿拉伯木聚糖、纤维素和许多其他植物组分，例如抗性淀粉、抗性糊精、菊粉、木质素、蜡、几丁质、果胶、β-葡聚糖和寡糖组成。美国农业部已经采取了新的态度，将功能性纤维包含作为可以包含在膳食中的独立的纤维源。术语“纤维”在某种意义上是误称，因为许多类型的所谓的膳食纤维实际上不是含纤维的。膳食纤维的食物源通常根据它们主要提供可溶性纤维还是不溶性纤维来划分。根据植物的特性，植物性食物含有不同程度的两种类型的纤维。消耗纤维的优点是在可溶性纤维的发酵期间产生有益健康的化合物，以及不溶性纤维的增加体积、软化粪便和缩短经过肠道的运送时间的能力(经由其被动吸湿特性)。膳食纤维组合物由于它们的功能性质而经常被用于食品或消费品工业，所述功能性质包括增粘性质、吸水性质、膨胀性质、乳化性质以及甚至胶凝性质。添加功能性膳食纤维可以提供质构上的益处(texturalbenefit)、营养上的益处，并且在某些情况下，更简单的标签替代不太方便消费者的选项。一些植物包含果胶作为可溶性纤维组分。果胶是在诸如以下的许多应用中可用作胶体的多糖：食品、饮料、个人护理产品、药品和洗涤剂。典型地，果胶通过提取从包含果胶的生物质材料中以其水溶性形式在商业上被回收。不幸地，果胶提取工艺经常很苛刻，导致作为特性粘度衡量的果胶品质的下降。具有较高特性粘度的果胶经常是合意的，因为高特性粘度表明提取的果胶更接近其在原料中的原始状态，并且因此在提取工艺期间没有降解。从成本优化的角度来看，提取工艺应当被设计成提取从植物中可用的最大量的果胶，但是果胶收率经常受到限制以换取果胶品质。此外，由于果胶与水结合的倾向，植物的加工也是有挑战性的。因此，仍然存在对从包含果胶的植物中提供膳食纤维的需求，该膳食纤维可以容易地加工并且保留具有高品质性质的可溶性纤维组分和不溶性纤维组分两者。概述本公开内容的目的是提供从起始包含果胶的生物质材料(startingpectin-containingbiomassmaterial)生产包含活化的果胶的生物质组合物(activatedpectin-containingbiomasscomposition)的方法、该包含活化的果胶的生物质组合物以及包含这样的包含活化的果胶的生物质组合物的产品。这可以通过如由独立权利要求限定的特征来实现。另外的改进由从属权利要求来表征。现在已经令人惊讶地发现，包含不溶性原果胶和不溶性纤维(例如，来自柑橘皮的纤维素纤维)的起始包含果胶的生物质材料可以在某些条件下用包含醇和酸的活化溶液(activatingsolution)处理，并且在非层流下暴露于一定量的机械能以将不溶性原果胶原位转化为可溶性果胶并将一部分的纤维素纤维部分地原纤化为原纤维。结果是包含活化的果胶的生物质组合物，该生物质组合物包含可溶性果胶组分和不溶性纤维组分，可溶性果胶组分和不溶性纤维组分相互作用以形成开放网络，提供了具有增加的表观粘度和水结合特性以及高比率的可溶性果胶与不溶性纤维的最终组合物。此外，通过这种处理的可溶性果胶组分变得可溶于水，即冷水，并且可以在不加热的情况下被提取，因此克服了与从包含果胶的生物质材料中提取果胶的传统方法相关的缺点中的一些。提供了用于生产包含活化的果胶的生物质组合物的方法，例如其中柑橘皮是起始包含果胶的生物质材料并且产生的包含活化的果胶的生物质组合物具有2或更大或者约2或更大的线团重叠参数(coiloverlapparameter)的方法。该方法包括：(A)将包含不溶性纤维组分和不溶性原果胶组分的起始包含果胶的生物质材料与醇的水溶液混合以形成混合物；(B)通过使起始包含果胶的生物质材料经受以下来活化起始包含果胶的生物质材料以形成包含不溶性纤维组分和可溶性果胶组分的包含活化的果胶的生物质材料：(i)通过向混合物中加入酸以将混合物的pH调节在从0.5或约0.5至2.5或约2.5的范围内而形成的活化溶液，和(ii)加热至高于40摄氏度或高于约40摄氏度的温度；以及(C)施加机械能(i)至步骤A)的混合物，(ii)在步骤B)的活化期间，或(iii)至步骤A)的混合物并且在步骤B)的活化期间；以及(D)从混合物中分离包含活化的果胶的生物质材料；其中在该方法期间，所述混合物中存在的醇基于混合物的总重量是约40重量百分比或大于约40重量百分比。还提供了包含活化的果胶的生物质组合物，所述包含活化的果胶的生物质组合物包含纤维素材料的不溶性纤维组分和可溶性果胶组分。当从作为起始包含果胶的生物质材料的柑橘类果实(citrusfruit)生产时，包含活化的果胶的生物质组合物具有2或更大或者约2或更大的线团重叠参数。附图简述附图图示出了本公开内容的目前示例性的实施方案，并且用于通过实例解释本公开内容的原理。图1是根据本公开内容的示例性实施方案的具有从能量表1绘制的数据的图的示意图。图2是根据本公开内容的示例性实施方案的具有从能量表2绘制的数据的图的示意图。详细描述本文描述的包含活化的果胶的生物质组合物包含不溶性纤维组分和可溶性果胶组分。包含活化的果胶的生物质组合物衍生自起始包含果胶的生物质材料，(i)所述起始包含果胶的生物质材料与活化溶液合并，并且经受高于40摄氏度或高于约40摄氏度的热用于活化，以及(ii)在活化之前、在活化期间或在两种情况下，机械能被施加于所述起始包含果胶的生物质材料；其中在整个方法中，基于混合物的总百分比，醇以约40重量百分比或大于约40重量百分比存在于混合物中。与源自起始包含果胶的生物质材料而没有经受活化和机械能的包含果胶的生物质组合物相比，这导致了改进的加工(processing)和功能性(functionality)。起始包含果胶的生物质材料中的果胶的大部分是以原果胶(即，不能利用的、具有非常高的酯化度(DE)的不溶性果胶)的形式，所述原果胶必须被水解以变得有功能性。通过将起始包含果胶的生物质材料与包含醇和酸的活化溶液混合并且施加热(即活化(activating)或活化(activation))，原果胶可以被水解而没有降解或提取产生的果胶，并且因此导致包含活化的果胶的生物质组合物，该包含活化的果胶的生物质组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于生产包含活化的果胶的生物质组合物的方法，/n所述方法包括：/nA)将包含不溶性纤维组分和不溶性原果胶组分的起始包含果胶的生物质材料与醇的水溶液混合以形成混合物；/nB)通过使所述起始包含果胶的生物质材料经受以下来活化所述起始包含果胶的生物质材料以形成包含所述不溶性纤维组分和可溶性果胶组分的包含活化的果胶的生物质材料：(i)通过向所述混合物中加入酸以将所述混合物的pH调节在从0.5至2.5的范围内而形成的活化溶液，和(ii)加热至高于40摄氏度的温度；/nC)施加机械能(i)至步骤A)的所述混合物，(ii)在步骤B)的所述活化期间，或(iii)至步骤A)的所述混合物并且在步骤B)的所述活化期间；以及/nD)从所述混合物中分离所述包含活化的果胶的生物质组合物；/n其中在所述方法期间，所述混合物中存在的所述醇为基于所述混合物的总重量的40重量百分比或大于40重量百分比。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170215 US 62/459,136;20180116 US 62/617,860;20181.用于生产包含活化的果胶的生物质组合物的方法，
所述方法包括：
A)将包含不溶性纤维组分和不溶性原果胶组分的起始包含果胶的生物质材料与醇的水溶液混合以形成混合物；
B)通过使所述起始包含果胶的生物质材料经受以下来活化所述起始包含果胶的生物质材料以形成包含所述不溶性纤维组分和可溶性果胶组分的包含活化的果胶的生物质材料：(i)通过向所述混合物中加入酸以将所述混合物的pH调节在从0.5至2.5的范围内而形成的活化溶液，和(ii)加热至高于40摄氏度的温度；
C)施加机械能(i)至步骤A)的所述混合物，(ii)在步骤B)的所述活化期间，或(iii)至步骤A)的所述混合物并且在步骤B)的所述活化期间；以及
D)从所述混合物中分离所述包含活化的果胶的生物质组合物；
其中在所述方法期间，所述混合物中存在的所述醇为基于所述混合物的总重量的40重量百分比或大于40重量百分比。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤C)中的施加机械能还包括将所述混合物中的所述起始包含果胶的生物质材料还原成其纤维结构。


3.根据权利要求1所述的方法，其中：
a)基本上没有所述可溶性果胶组分从所述起始包含果胶的生物质材料中被提取；或
b)在步骤C)中的施加机械能由以下组中的至少一种来进行：泵、板式精炼机、盘式精炼机、挤出机、凸轮泵和离心泵。


4.根据权利要求1所述的方法，其中：
a)所述机械能是每千克的所述起始包含果胶的生物质材料的干物质800千焦或更大，或者是每千克的所述混合物36千焦或更大；或
b)其中所述包含活化的果胶的生物质组合物具有2.0或更大的线团重叠参数。


5.根据权利要求1所述的方法，其中经受加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：简·奥埃·斯塔斯特普，J·E·特鲁德索，唐纳德·F·希斯科克，卡斯滕·克里特，汤米·艾维·佩德森，
申请(专利权)人：CP凯可股份公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK