專利名稱：源自燕麥和大麥谷物的可溶性膳食纖維、制備β －葡聚糖豐富的部分的方法以及該部分 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種從燕麥和大麥谷物中低成本高效率地提取高分子量可溶性膳食纖維和功能性非淀粉多糖的方法、以及這類物質在下游工藝中富集和應用。本發明描述了一種以可控制的、低成本高效率的方式制備高分子量和中分子量β-葡聚糖的新方法。
背景技術：
增加源自燕麥和大麥谷物的可溶性膳食纖維的日攝取量對于人的健康和營養有益得到承認。尤其是，這些谷物中的β-葡聚糖成分與許多有益的作用有關和有直接的聯系，例如已經得到證實的血清膽固醇水平的降低、同時(alongside)血液中HDL/LDL比值改善、與人體中改善的心血管健康有高度相互關系的作用[Bell等，Critical Reviewsin Food Science and Nutrition，第39卷，2，1999]。另外，存在于所有糧谷之中的高粘性(和通常高分子量)的非淀粉多糖，可能與血糖的調節機制有關，意味著在長期預防二型糖尿病方面的有益作用[Foster-Powell and Brand Miller，Am J.Clin.Nutr.，62，871 S-893S，1995]。更重要的是，存在于燕麥和大麥中的可溶性膳食纖維在人的腸內不被消化并因此能通過腸到結腸，在結腸內它們可被微生物發酵利用且本身是有效的益生素。
此外，源自燕麥和大麥的可溶性β-葡聚糖作為食品中的功能成分令人感興趣，因為它們顯示出膠凝化特性、穩定化的性能、結合水的能力并賦予產品良好的口感。高分子量β-葡聚糖有可能作為食物中的粘度調節劑、膠態穩定劑、組織改良劑(texturisers)。
對于許多營養制品和功能的應用，保持可溶纖維中β-葡聚糖成分的高分子量以及低成本高效率地分離可溶纖維使分離中β-葡聚糖具有相當高的濃度是至關重要的。本發明中描述了這個“雙重挑戰”。另外，分離相當純凈的含濃度可觀的高分子量β-葡聚糖的可溶性膳食纖維部分便于進一步低成本高效率地加工該物質，以得到濃度非常高的高分子量β-葡聚糖制劑、以可控的方式調節該物質的分子量以“定制”最終產品的性能。這個問題也在本發明中敘述。最后，對于源自燕麥和大麥的可溶性膳食纖維有效地擠入食品市場，其生產方法必須低成本高效率并且能以各類食物成分已經接受的合理的成本輸送物質。本發明還使之便利。
在本發明之前，不存在這樣的低成本高效率的方法能夠以工業規模從燕麥和大麥中生產高分子量可溶性膳食纖維的濃縮制劑，所述可溶性膳食纖維制劑可直接用作食品成分。而且也不存在這樣的方法能提供預定分子量特性的β-葡聚糖產品，該特性對在目標應用中確保產品的正確功能而言是必需的。
例如，Inglett在兩項專利申請(US 4,996,063和WO 92/10106)中描述了從磨碎的經熱處理的燕麥粉和磨碎的大麥粉中生產水溶性的膳食纖維組合物的方法，該方法通過用α-淀粉酶處理降解淀粉成份，隨后離心從水解產物混合物中除去不溶性物質。該產品可溶性膳食纖維含量相對低，沒有提及β-葡聚糖成分的分子量。在所描述的方法中只應用了一類酶。沒有描述進一步富集該物質中β-葡聚糖含量、或分離高分子量β-葡聚糖富集的獨特層的方法。
Lennart等(US 5,686,123)報道了從燕麥中生產可溶性谷混懸液的方法。該發明的基礎是在水中調成漿的同時用β-淀粉酶類的酶處理預先經熱處理的磨碎的燕麥。可任選地包括另一α-淀粉酶的處理步驟，以進一步分解淀粉。在該發明中沒有描述可溶性膳食纖維豐富的成分的分離。該產品漿液包含存在于原料中的大多數蛋白質和油。
Triantafyllon在WO 00/24270中描述了一種從經熱處理的燕麥粉中生產β-葡聚糖可溶性膳食纖維的方法，該方法采用β-淀粉酶將淀粉水解成低分子量片段，任選地包括在第二步驟中用α-淀粉酶和/或蛋白酶水解，之后將固體物離心除去，剩下含干燥前約最多2％的β-葡聚糖單一的可溶相。該方法沒有描述或建議分離與水漿層性質不同的可溶性膳食纖維豐富的部分，沒有通過直接干燥分離的上清液來生產可能有特別高含量的β-葡聚糖的產品。在水層之上沒有明顯的分離的粘稠的頂層，表明已有一些降解成較小分子量的部分。
實際上，大多數聲稱從燕麥和大麥谷物中生產含高濃度可溶性膳食纖維的組合物的方法都不是基于酶提取，而是從磨碎的整粒或篩分的部分進行堿提取(Fisher等，US 6,323,338)、或甚至進行熱水提取，這樣得到較低分子量的可溶性β-葡聚糖(Roxdale Foods Ltd andMorgan；WO 02/02645 A1)。
現在發現了一種提出和解決上面概述的問題的精確方法。本發明可以低成本高效率地生產含通常濃度為20％-30％的高分子量β-葡聚糖的燕麥和大麥可溶性膳食纖維制劑。含高分子量可溶性膳食纖維成分(20％-30％的干物質)的部分在該方法中作為明顯不同的粘稠表層分離，它在另一含水溶性組分的明顯不同的水層之上。該部分相對地不含在上述方法中通常會出現的蛋白質和油。該純凈的部分因此能低成本高效率地與其它組分分離并直接干燥成為谷物味道可以忽略的可溶性白色粉末。這當然使包含具有這些特性和這些比例的可溶性膳食纖維的進一步加工很簡便，以致進一步的富集(按干重計高達60％以上β-葡聚糖)在商業上和技術上變得可行。在燕麥和大麥的加工中這是重要的進步。
發明概述本發明的主要目標是1.獲得一種從燕麥和大麥谷物中提取和生產高分子量(＞1,300,000道爾頓)和中分子量(＞800,000道爾頓)的包含β-葡聚糖成分的可溶性膳食纖維復合物有效的低成本高效率的工業生產方法，任選地結合下述的成分阿拉伯木聚糖成分、淀粉和/或淀粉片段如糊精、包括葡萄糖的糖、以及相對低含量的雜質油(＜2.5％)和蛋白質(＜7％)。以干物質為基準提取物中β-葡聚糖成分至少為20％。該分子量可證明屬于復合物中的β-葡聚糖部分。在某些情況下可能需要獲得較小分子量如400,000道爾頓以上的β-葡聚糖部分。
2.確保高分子量可溶性膳食纖維豐富的部分作為明顯不同的部分與其它可溶性和可懸浮于水中的組分分離，并與不溶物分離，，其含雜質蛋白質(＜7％)和油(＜2.5％)的量低。
3.獲得這樣一種低成本高效率的方法使上面1中的可溶性膳食纖維豐富的部分提高品級(upgrade)、定制(tailor)其性質如分子量和結構、β-葡聚糖含量、功能、溶解度和水化性能。
4.獲得這樣一種有效的低成本高效率的工業生產方法提取和獲得含生理活性的β-葡聚糖的物質用于血糖調節、血清膽固醇控制及其它營養制品應用。
5.將干磨和磨碎谷物的干級分的應用與相繼酶處理的應用結合，任選地與濕磨結合，以使可溶性膳食纖維復合物有效提取。
6.酶水解步驟之后分離以使在(頂層)部分中高分子量可溶性膳食纖維的量最大化。
已經發現低成本高效率地生產含相對高濃度的可溶性高分子量β-葡聚糖是有益的i.將脫殼的燕麥或大麥磨碎以除去淀粉質過多的胚乳物質、保留約50％磨碎的谷物，其為粗粒部分。
ii.磨碎的部分不進行熱處理，對燕麥而言這是新的，因為通常的做法是將磨碎的燕麥進行熱處理。
iii.將磨碎的部分懸浮于水中，首先用α-淀粉酶然后在不同的第二階段中用淀粉葡糖苷酶類的酶和/或支鏈淀粉酶按嚴謹的順序處理。可將混合物在酶處理過程中任選地通過濕磨機。
iv.通過熱處理使酶失活并使水解產物混合至澄清(settle)。
此順序關鍵是使水解產物混懸液中位于水層上面的明顯不同的部分如澄清的頂層容易與另外的明顯不同的底層分離，其中所述底層含蛋白質和油以及磨碎谷物中的不溶性纖維部分。頂層高分子量可溶性膳食纖維特別豐富，可溶性膳食纖維主要是β-葡聚糖與一些阿拉伯木聚糖以及麥芽糖糊精和一些葡萄糖的糖。這表示天然的β-葡聚糖復合物與其它谷物成分完全分離，據信以其β-葡聚糖成分接近于它在谷物中的原始形態。為了使β-葡聚糖在酶處理過程中不降解，使用未曾從沒有經熱處理的燕麥的磨碎部分開始和利用已經除掉β-葡聚糖酶附帶活性的淀粉葡糖苷酶酶制劑是必要的。在明顯不同的頂層的形成中保持完好的β-葡聚糖結構是關鍵因素，因為如果β-葡聚糖降解則不會形成所述分離的頂層。
如果在酶處理步驟完成之后水解產物混懸液不攪動或不攪拌這種分離會自然產生，即該可溶性膳食纖維豐富的成分分離成明顯不同的頂層。當然，離心加速該頂層的形成，使用三相傾析器(decanter)可以使該頂層與水解產物液體的其余部分有效分離。
分離時，頂層通常含20-30％(以干物質為基準)、更通常24％-27％的高分子量β-葡聚糖與少量的雜質蛋白質和油。該層容易冷凍干燥或噴霧干燥成白色-米色的粉末。
當然，采用這種低成本高效率的技術回收這樣一種β-葡聚糖豐富的部分使得該物質進一步提高品級在經濟上和技術上是值得的，目的是在該部分最后干燥之前增加β-葡聚糖相對于麥芽糖糊精的含量、或以可控的方式調節β-葡聚糖分子量、或使兩種目的都達到。這可以以下述兩種主要的方法、或通過兩種方法結合應用來實現i.用純淀粉葡糖苷酶(AMG)、或用市售的淀粉葡糖苷酶制劑處理分離的頂層，其中市售的淀粉葡糖苷酶制劑在陰離子交換、繼之以疏水相互作用層析的兩步操作中已經除掉葡聚糖酶附帶活性，由疏水相互作用層析步驟洗脫的主蛋白質帶用作為這種凈化的酶。無β-葡聚糖酶附帶活性的AMG進一步將糊精和麥芽糖糊精基本上降解成低分子量的低聚物和葡萄糖，而留下的可溶性膳食纖維成分未轉化/未降解，使得容易通過超濾或在50％乙醇/50％水的混合物中沉淀分離，其中糖仍然溶解于液相中而沉淀的聚合體碳水化合物在干燥之前可通過離心除去。采用這樣一種方法生產含高達70％β-葡聚糖(按干重計)的物質是可能的。
ii.用下述類型的酶中的一種、或組合處理分離的頂層地衣多糖酶、木聚糖酶、纖維素酶。用這樣方法，可以以可控的方式降低β-葡聚糖可溶性纖維復合物的分子量，得到可預測性質的產品。
iii.上述i和ii結合。
發明詳述本發明提供一種從磨碎的燕麥和大麥谷物中提取有價值部分的有效的、低成本高效率的工業生產方法，其可溶性膳食纖維豐富但相對不含雜質蛋白質和油。
本發明的特征在于首先將預先未經熱處理的脫殼燕麥和/或大麥谷物干磨成胚乳-淀粉豐富的粉末部分和胚乳減少的粗粒部分。胚乳減少的部分占磨碎谷物的45％-55％，然后不經任何進一步的熱處理就進一步使用，熱處理是通常在燕麥的加工和磨碎過程中應用的。將磨碎的谷物加入到水中并進行如下的連續處理用降解淀粉的α-淀粉酶處理，之后采用淀粉葡糖苷酶和支鏈淀粉酶中的一種酶、或幾種酶結合進行第二水解步驟。該酶處理任選地與水濕磨結合進行。進一步的步驟是通過濕熱處理使酶失活，之后水解產物混合物自然或經離心分離成可溶性膳食纖維(主要是β-葡聚糖)豐富的頂層、水層以及含谷物中的蛋白質、油和不溶性纖維部分的下層。
本發明尤其涉及一種采用酶水解處理從燕麥和大麥谷物中提取可溶性膳食纖維的方法，其特征在于將未經熱處理的谷物磨碎，并不經更進一步的熱處理將其任何β-葡聚糖豐富的除去胚乳的部分進行再合并，分散于水中，然后用無β-葡聚糖酶的降解淀粉的酶進行酶處理，之后是任選的通過濕熱處理的酶失活步驟，由此水解產物混合物自然地在另一水層上形成至少一層粘稠的含水頂層，使其進行分離處理以分離所述的包含可溶性膳食纖維復合物的至少一層粘稠的含水頂層，以干物質為基準含20％以上的β-葡聚糖。
按照本發明的優選實施方案，將基本上不含β-葡聚糖的另一水層部分、和主要包含源自磨碎谷物的蛋白質和油以及不溶性纖維物質的至少第三層部分分離。
按照本發明的一個更優選實施方案，分離的β-葡聚糖分子量為至少400,000道爾頓。
按照本發明的另一優選的實施方案，分離的β-葡聚糖分子量為至少800,000道爾頓。
按照本發明的一個優選的實施方案，分離的β-葡聚糖分子量為至少1,300,000道爾頓。
明顯不同的頂層可在三相傾析器或其它適宜的裝置中被移出，獲得可溶部分，其含至少20％(以干物質為基準)的高分子量(＞1,300,000道爾頓)至中分子量(＞800,000道爾頓)的β-葡聚糖可溶性膳食纖維、以及麥芽糖糊精、阿拉伯木聚糖、糖和相對少量的蛋白質(＜7％)和油(＜2.5％)。
然后分離的可溶性膳食纖維豐富的頂層可在干燥之前采用進一步的酶水解作進一步的處理，它是通過采用以下類型的酶、或這些酶結合來進行后處理的地衣多糖酶、纖維素酶、木聚糖酶。這允許以可控的方式降低液體中β-葡聚糖成分的分子量、和/或微調其性質。
在優選的實施方案中，原料是脫殼燕麥、或大麥谷物，將其干磨以去掉過多的淀粉質胚乳。留下45％-55％的磨碎谷物并在濕加工中使用，其包含粗粒部分。在應用之前呈干燥狀態不需熱處理。
在優選的實施方案中將磨碎的谷物部分加入到水中然后用降解淀粉的酶以特定的順序處理，第一階段包括用淀粉酶類型的酶處理，任選地伴隨濕磨處理，之后是第二階段，采用淀粉葡糖苷酶和/或支鏈淀粉酶類的酶處理，任選地伴隨濕磨處理，其中第二階段時間最多40分鐘在55℃或更高的溫度下處理。
在優選的實施方案中將磨碎的谷物部分加入到水中然后用降解淀粉的酶依次處理，首先用α-淀粉酶然后用淀粉葡糖苷酶(AMG)，其中淀粉葡糖苷酶在使用之前以陰離子交換繼之以疏水相互作用層析的兩步操作基本上除掉葡聚糖酶的附帶活性，由疏水相互作用層析柱洗脫的主蛋白質帶用作該凈化的酶。
在優選的實施方案中，水解產物自然分離，或任選地離心分離成3個明顯的層，頂層、中間水層、和下層，其中頂層富含可溶性膳食纖維，尤其是β-葡聚糖，但幾乎不含油(＜2.5％)或蛋白質(＜7％)，下層相含源自磨碎的谷物中的大部分蛋白質、油和不溶性纖維物質。
在優選的實施方案中，將其中可溶性膳食纖維集中的頂層在濕狀態下用以下類型酶中的一種或結合進行進一步處理地衣多糖酶、纖維素酶、木聚糖酶。處理后，加熱該物質使酶失活，然后冷凍干燥或噴霧干燥成粉末。
在優選的實施方案中，將分離的可溶性膳食纖維豐富的頂層在任選地進一步用水稀釋之后在濕狀態下用淀粉葡糖苷酶進一步處理，其中淀粉葡糖苷酶在使用之前以陰離子交換繼之以疏水相互作用層析的兩步操作基本上除掉葡聚糖酶的附帶活性，分離由疏水相互作用層析柱洗脫的主蛋白質帶，利用所述的主蛋白質帶即無β-葡聚糖酶附帶活性的AMG作為該凈化的酶，分離β-葡聚糖豐富的部分，任選地將其與任何麥芽糖和/或葡萄糖內溶物純化，即采用超濾和/或沉淀進行。
分離的β-葡聚糖可以以干燥狀態也可以以濕的狀態使用。
在優選的實施方案中，所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，和低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、更優選低于1.0％的油。β-葡聚糖的分子量為至少800,000道爾頓。
在優選的實施方案中，所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，和低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、更優選低于1.0％的油。β-葡聚糖的分子量為至少1,300,000道爾頓。
在優選的實施方案中，所述部分以干物質為基準含至少40％β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，和低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、更優選低于1.0％的油。β-葡聚糖的分子量為至少800,000道爾頓。
在優選的實施方案中，所述部分以干物質為基準含至少40％β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，和低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、更優選低于1.0％的油。β-葡聚糖的分子量為至少1,300,000道爾頓。
在優選的實施方案中，上述每一種可溶性膳食纖維豐富的部分被用作食品、飼料、藥品、和化妝品的添加劑。
在優選的實施方案中，所述部分用作果汁和/或水型飲料的添加劑，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
在優選的實施方案中，所述部分用作果汁和/或水型飲料的添加劑，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
在優選的實施方案中，所述部分用作果汁和/或水型飲料的添加劑，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
在優選的實施方案中，所述部分用作果汁和/或水型飲料的添加劑，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素(prebiotic agent)作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅(pates)以及餡(pastes)餡的添加劑起組織改良(texturising)劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為烤制品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或抗老化劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為烤制品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或抗老化劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為烤制品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或抗老化劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為烤制品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或抗老化劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
本發明的其它方面涉及所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油，而且β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
優選實施方案的描述實施例1原料制備如下將燕麥谷物首先脫殼并將脫殼的谷物干磨，50％重量的谷物作為粗粒部分留下。在裝有機械攪拌器的5升反應容器中將575g的該物質懸浮于的4升溫度為95℃的水中。將α-淀粉酶(35單位)加入到混懸液中并將混合物在攪拌和間歇性的濕磨下溫育1小時。經過這段時間后，pH下降至4.5，溫度降至75℃，加入淀粉葡糖苷酶(AMG)(35單位)，將混合物在攪拌下溫育15分鐘。然后通過在高壓釜中于140℃加熱混懸液若干分鐘使酶完全失活。
然后將所得混懸液離心，產生四層明顯不同的層，將其分離并收集可溶性膳食纖維尤其是β-葡聚糖豐富的粘稠頂層，包含糊精和糖尤其是麥芽糖和麥芽三糖、＜1％的脂肪以及＜3％的蛋白質的水層，蛋白質-油豐富的層和含磨碎的燕麥中不溶性纖維部分的底層。在分析之前將頂層和蛋白質-油層冷凍干燥。將纖維層在烘箱中于60℃干燥。
頂層、蛋白質-油部分和纖維部分的產量分別是15％、15％和20.0％(以干物質為基準)。其余的大部分是可溶性糖和糊精。
進一步分析頂層的β-葡聚糖的含量、殘余蛋白質和脂肪等，結果如下β-葡聚糖24.5％，蛋白質5.0％，脂肪1.8％然后將干燥了的頂層物質的子樣品溶解于0.05M的氯化鈉溶液中至濃度為0.1％，使用HPSEC(高效篩析色譜)在組合的Ultragel GPC柱系統上采用芽霉菌糖作為標準來估算該聚合體成分的分子量。該物質中β-葡聚糖成分的峰平均分子量，相對于所用的芽霉菌糖標準校正，估算為＞1.3兆道爾頓。
實施例2將大麥谷干磨以去掉過多的胚乳物質，50％的磨碎谷物代表粗粒部分，用作試驗的原料。
在裝有機械攪拌器的5升反應容器中將575g的該原料懸浮于的4升溫度為95℃的水中。將α-淀粉酶(35單位)加入到混懸液中，并將混合物在攪拌和間歇性的濕磨下溫育1小時。經過這段時間后，pH下降至4.5，溫度降至75℃，加入淀粉葡糖苷酶(AMG)(35單位)，將混合物在攪拌下溫育15分鐘。然后通過在高壓釜中于140℃加熱混懸液若干分鐘使酶完全失活。
然后將所得混懸液離心，產生四層明顯不同的層，將其分離并收集可溶性膳食纖維尤其是β-葡聚糖豐富的粘稠頂層，水層，蛋白質-油豐富的層和含磨碎的燕麥中不溶性纖維部分的底層。在分析之前將頂層和蛋白質-油層冷凍干燥。將纖維層在烘箱中于60℃干燥。
頂層、蛋白質-油部分和纖維部分的產量分別是15％、15.4％和21.4％。
進一步分析頂層的β-葡聚糖的含量、殘余蛋白質等，結果如下β-葡聚糖24.7％，蛋白質5.1％，脂肪0.4％然后將干燥了的頂層物質的子樣品溶解于0.05M的氯化鈉溶液中至濃度為0.1％，使用HPSEC在組合的Ultragel GPC柱系統上采用芽霉菌糖作為標準來估算該聚合體組分的分子量。估算該物質中β-葡聚糖成分的峰平均分子量＞1.3兆道爾頓。
實施例3將與實施例1中制備的相同的原料用于該試驗中。在裝有機械攪拌的2,000升罐中將150Kg的該物質加入到的1050升95℃的水中。
將α-淀粉酶(9100單位)加入到混懸液中，并將混合物在攪拌和間歇性的濕磨下溫育1小時。經過這段時間后，用84％正磷酸將pH降至4.5，溫度降至75℃，加入淀粉葡糖苷酶(AMG)(9000單位)，將混合物在攪拌下溫育15分鐘。然后穿過管式熱交換器在140℃下加熱所得混懸液使酶完全失活。然后部分冷卻的水解產物混懸液泵入三相傾析器中，得到三部分可溶性膳食纖維豐富的粘稠頂層、水層部分以及含源自磨碎的燕麥谷物中的大部分蛋白質、脂肪和不溶性纖維的部分。
頂層、蛋白質-油-纖維部分的產量分別是15.6％和35.7％。
然后將分離的頂層進一步用水稀釋(1份對5份水)，攪拌，然后離心去掉過多的蛋白質。然后將凈化的物質噴霧干燥成淡米色的粉末。
進一步分析頂層的β-葡聚糖的含量、糖、殘余蛋白質和油等，結果如下β-葡聚糖24.8％，蛋白質5.3％，脂肪1.6％然后將干燥了的頂層物質的子樣品溶解于0.05M的氯化鈉溶液中至濃度為0.1％，使用HPSEC在組合的Ultragel GPC柱系統上采用芽霉菌糖作為標準來估算該聚合體成分的分子量。估算該物質中β-葡聚糖成分的峰平均分子量＞1.3兆道爾頓。
實施例4進行與實施例1中的描述同樣的試驗，操作中增加額外的兩步。分離的頂層不立即冷凍干燥，而是用水稀釋(1份對5份水)，并離心去掉過多的殘余蛋白質。然后使所得混合物通過裝有0.1μm膜的超濾器以去掉低分子量的組分，即糖如麥芽糖糊精和葡萄糖。然后收集保留物并冷凍干燥。分析干燥后的部分得到如下結果β-葡聚糖的含量為38.4％(以干物質為基準)、蛋白質為4.6％。
將該產物重新溶解于0.05M氯化鈉溶液中后進行GPC分析，顯示β-葡聚糖峰的平均分子量為1,200,500，相對于芽霉菌糖標準估算。
實施例5原料制備如下將燕麥谷物首先脫殼并將脫殼的谷物干磨，50％重量的谷物作為粗粒部分留下。將575g的該物質懸浮于在裝有機械攪拌器的5升反應容器中的4升95℃的水中。將α-淀粉酶(35單位)加入到混懸液中，并將混合物在攪拌和間歇性的濕磨下溫育1小時。經過這段時間后，pH下降至5.3，溫度降至65℃，加入支鏈淀粉酶(35單位)，將混合物在攪拌下溫育30分鐘。然后通過在高壓釜中140℃下加熱混懸液若干分鐘使酶完全失活。
然后將所得混懸液離心，產生四層明顯不同的層，將其分離并收集可溶性膳食纖維尤其是β-葡聚糖豐富的粘稠頂層，水層，蛋白質-油豐富的層和含磨碎的燕麥中不溶性纖維部分的底層。在分析之前將頂層和蛋白質-油層冷凍干燥。將纖維層在烘箱中于60℃干燥。
頂層、蛋白質-油部分和纖維部分的產量以干物質為基準分別是10.3％、15.1％和15.6％。
進一步分析頂層的β-葡聚糖的含量、殘余蛋白質和油等，結果如下β-葡聚糖18.2％，蛋白質3.9％，脂肪0.1％然后將干燥了的頂層物質的子樣品溶解于0.05M的氯化鈉溶液中至濃度為0.1％，使用HPSEC在組合的Ultragel GPC柱系統上采用芽霉菌糖作為標準來估算該聚合體組分的分子量。估算該物質中β-葡聚糖成分的平均分子量＞1.3兆道爾頓。
實施例6在實施例1中從燕麥中分離的頂層用淀粉葡糖苷酶酶制劑進一步處理，其中酶制劑通過如下的方法除掉β-葡聚糖酶的附帶活性首先將2ml AMG通過裝有在pH 5.8的25mM磷酸鹽緩沖液中平衡了的陰離子交換樹脂(Bio-Rad AG 1-×4)。然后通過運用0至1M線性梯度的氯化鈉從柱上洗脫結合的蛋白質。收集主蛋白質帶并利用1000道爾頓的超濾器再濃縮至2ml。然后使部分凈化的酶通過裝有疏水相互作用層析載體物質(Bio-Rad Macro-Prep叔丁基HIC載體)的柱，其中載體物質用含1.5M硫酸銨的50mM pH 6.0的磷酸鹽緩沖液平衡過。然后通過運用1.5M至0線性下降梯度的硫酸銨從柱上洗脫結合的酶。收集從柱上洗出的主蛋白質帶，用1000道爾頓的超濾器濃縮至2ml，于是就作為下文中所述的凈化的AMG使用。
將100ml含24.5％β-葡聚糖(以干物質為基準)的頂層和總共6％的干物質在Pyrex_燒杯中用去離子水稀釋至200ml，將pH調至4.6。將樣品在磁力攪拌下置于60℃的水浴中，并將100μl凈化的AMG加入到混合物中。溫育兩個小時，之后將樣品在高壓釜中加熱至120℃使酶失活。
從容器中移出子樣品(0.5ml)并采用GPC對溶解的組分的分子量分布按照上面實施例1中的描述進行分析。估算該物質中β-葡聚糖成分的峰平均分子量＞1.3兆道爾頓。由于糊精水解，在實施例1產物的GPC曲線中出現的較高分子量的糊精峰已經消失，見到極低分子量的新峰。
使樣品的剩余部分在1∶1的水和乙醇的混合物(500ml)中沉淀，觀察到β-葡聚糖呈“線”狀沉淀，它易于從液體中濾出。然后將這些產物離心以除去過多的液體并將白色的沉淀冷凍干燥，結果形成膏狀粉末。
分析產物得到如下的組份結果β-葡聚糖62.8％，蛋白質4.2％，脂肪0.1％。剩余部分主要是麥芽糖、麥芽三糖和葡萄糖。
然后將干制品重新溶解于0.05M氯化鈉溶液中之后作進一步GPC分析。與干燥之前進行的分析比較，就產物中的β-葡聚糖成分的峰平均分子量而言，這樣得到同等的結果。
實施例7使用相同的原料，進行與實施例6中的描述同樣的操作。不過，不是將水解產物在2小時溫育之后沉淀，而是將液體通過0.1μM膜超濾，隨后將保留物冷凍干燥。
分析產物得到如下的組份結果β-葡聚糖44.6％，蛋白質4.3％，脂肪0.4％。剩余部分主要是麥芽糖、麥芽三糖和葡萄糖。
將干制品重新溶解于0.05M氯化鈉溶液中之后進行GPC分析，顯示相對于芽霉茵糖標準估算β-葡聚糖峰的平均分子量為1,130,500。
實施例8使用相同的原料進行與實施例6中描述的大多數方面相同的操作，在溫育結束前15分鐘(即在105分鐘之后)向溶液中進一步加入木聚糖酶酶制劑(50μl)。
在酶失活(于120℃下高壓)以后，使樣品在1∶1的水和乙醇的混合物(500ml)中沉淀，觀察到β-葡聚糖呈“線”狀沉淀，它容易地從液體中濾出。然后將這些產物離心以除去過多的液體并將白色的沉淀冷凍干燥，結果形成膏狀粉末。
分析產物得到如下的組份結果β-葡聚糖64.4％，蛋白質4.0％，脂肪0.2％。剩余部分主要是麥芽糖、麥芽三糖和葡萄糖。
將干制品重新溶解于0.05M氯化鈉溶液中之后進行GPC分析，顯示相對于芽霉菌糖標準估算β-葡聚糖峰的平均分子量為810,600。
實施例9為了評價Triantafyllon的專利US 6,592,914 B1和WO 00/24270中公開的β-葡聚糖的質量，按照Triantafyllon的實施例中公開的方法進行比較試驗。將經熱處理的燕麥谷物磨碎獲得的燕麥麩通過McLeery法測定含6.4％β-葡聚糖，將其用于該試驗中。將50g該試樣緩緩加入到放置在恒溫水浴的燒杯中，其中含360g去離子水、0.5gβ-淀粉酶(得自Genencor)，預熱至55℃。在加入燕麥麩的過程中使用裝有“攪拌葉片”混合器的懸吊機械攪拌器將混合物不斷攪拌，進行十分鐘。然后將燒杯和內容物在不斷的機械攪拌下保持在55℃的水浴中2小時。經過這段時間后，將燒杯轉入沸水浴中十五分鐘以使酶失活。
然后將燒杯中的全部內容物傾入離心燒瓶中并使該物質冷卻，然后在5000rpm下離心10分鐘。纖維固體物和淺灰色的蛋白質層在管的底部與單層水上清液清楚地分開，其中水上清液中含經處理的燕麥粉中的可溶性和經溶解的組分。沒有觀察到與另一水層不同的粘稠頂層。
將水相從固體物中傾出并進行分析。在小心地凍干之后，得到16.1g的膏狀物至淺棕色粉末，采用Mcleery酶催法測定含約1.5gβ-葡聚糖。這表示在分離的干物質中β-葡聚糖含量在9-10％之間。
采用芽霉菌糖作為標準，利用HPSEC(高效篩析色譜)在組合的Ultragel GPC柱系統上，對該干固體和干燥之前保留在上清液中少量的子樣品兩者進行分析。在兩者之中任一試樣中沒有觀察到200,000道爾頓以上的高分子量峰，表明在該粗粉(meal)中天然的β-葡聚糖在處理過程中已經降解。這是推測為明顯不同的粘稠的β-葡聚糖豐富的頂層沒有被觀測到的主要原因。因為此現象，經溶解的β-葡聚糖成分一定保持分子量為至少1-1.5兆道爾頓。
實施例10完全按實施例9中的上述方法進行另外的試驗，除了隨β-淀粉酶加入芽霉菌糖酶0.2g(得自Novo Nordisk)之外。
得到非常相似的結果，同樣沒有觀察到明顯不同的粘稠的頂層分離。GPC分析證實了尤其是β-葡聚糖高分子量峰不存在。
實施例11然后進行最后的試驗。按照實施例1中的描述制備的β-葡聚糖豐富的粉末，含24.5％測得的峰分子量大于1.3兆道爾頓的β-葡聚糖，在燒杯中將5g該粉末溶解于的50g去離子水中，其中燒杯置于55℃恒溫水浴中。形成粘稠溶液。將0.1g由Genencor提供的相同的β-淀粉酶(實施例9)加入到混合物中，然后在55℃下輕輕地磁力攪拌2小時。發現溶液的粘度顯著降低，在2小時時移出子樣品采用上述系統進行HPSEC分析。高分子量的β-葡聚糖峰已經消失，新的低分子量峰(低于150,000道爾頓)出現在色譜圖中。這強有力地表明所采用的酶處理使β-葡聚糖分子降解，很可能是由于制劑中的附帶活性產生的。依據我們觀察的結果在燕麥粗粉的加工過程中發生的這樣一種降解當然會阻止明顯不同的粘稠的頂層的形成。
因此這些比較實施例表明不會形成包含增加量的β-葡聚糖的分離相。這些比較實施例也表明任何β-葡聚糖將比按照本發明分離的β-葡聚糖分子量小得多。
因此Triantafyllon的專利US 6,592,914 B1和WO 00/24270的水解產物混合物不能用于與本發明的β-葡聚糖部分相同的目的。
圖1和2顯示的是工業生產方法必需的設備的示意圖概況，其中設備包括兩部分，即干處理部分和濕處理部分。
干處理部分(圖1)由應用之前用于儲存燕麥或大麥的箱1構成。谷物通過輸送螺桿2輸送至清洗裝置10以及任選的配料槽3，配料槽用于按重量輸入脫離的谷物，脫離的谷物轉入脫殼設備4中，在那里經分離器5脫去外殼。脫殼的谷物經箱6轉移至包含軋輥和篩網的碾磨機中，通常標記為7，其中粉末保留在箱8中，粗粒部分被轉入并保留在箱9中用于進一步處理。
立刻將粗粒部分轉入濕處理部分(圖2)，在那里將其與所用的酶和水一起引入反應容器11中得到漿液。pH控制傳感器(沒有畫出)用于反應容器以及加熱夾套或其它控制溫度的裝置(沒有畫出)中。將反應了的混合物經濕磨機18和熱交換器12轉移至傾析器(decanter)形式的分離器13中，其中頂端部分/頂層被轉入另外的反應容器14中，在那里頂層與水混合以洗滌將任何從傾析器15中正移出收集的蛋白質分離的產物，隨后在干燥器16和17中蒸發β-葡聚糖部分產生β-葡聚糖粉末。移出水相19的中間層，并移出包含纖維形式固體物、蛋白質和脂肪的固體層20。
權利要求
1.采用酶水解處理從燕麥和大麥谷中提取可溶性膳食纖維復合物的方法，其特征在于，將未經熱處理的谷物磨碎并不經進一步的熱處理將其β-葡聚糖豐富的任何除去胚乳的部分再合并，分散于水中，然后用無β-葡聚糖酶的降解淀粉的酶進行酶處理，之后是任選的濕熱處理的酶失活步驟，由此水解產物混合物自然在另一水層上形成至少一層粘稠的含水頂層，使其進行分離過程分離出所述的至少一層包含可溶性膳食纖維復合物的粘稠的含水頂層，以干物質為基準含20％以上的β-葡聚糖。
2.權利要求1的方法，其中分離出基本上不含β-葡聚糖的第二水層部分、和包含源自磨碎谷物中的大部分蛋白質和油以及不溶性纖維物質的至少第三層部分。
3.權利要求1的方法，其中所分離的β-葡聚糖分子量為至少400,000道爾頓。
4.權利要求1的方法，其中所分離的β-葡聚糖分子量為至少800,000道爾頓。
5.權利要求1的方法，其中所分離的β-葡聚糖分子量為至少1,300,000道爾頓。
6.權利要求1的方法，其中首先用α-淀粉酶然后用無β-葡聚糖酶附帶活性的淀粉葡糖苷酶依次對磨碎的谷物部分進行降解淀粉的酶處理。
7.權利要求1和6的方法，其中首先用α-淀粉酶然后用無β-葡聚糖酶附帶活性的淀粉葡糖苷酶依次對磨碎的谷物部分進行降解淀粉的酶處理，其中淀粉葡糖苷酶在超過55℃的溫度下使用40分鐘或更短的時間。
8.權利要求1、6和7的方法，其中磨碎的谷物部分首先用α-淀粉酶然后用淀粉葡糖苷酶依次進行降解淀粉的酶處理，其中淀粉葡糖苷酶在使用之前在采用陰離子交換繼之以疏水相互作用層析的兩步操作中基本上除掉β-葡聚糖酶的附帶活性，從疏水相互作用層析柱上洗脫的主蛋白帶作為凈化的酶使用。
9.權利要求1-8的方法，其中分離的可溶性膳食纖維豐富的頂層，在任選地進一步用水稀釋之后，在濕狀態下用以下類型的酶中的一種或一種以上組合進一步處理木聚糖酶、淀粉葡糖苷酶、支鏈淀粉酶、纖維素酶。
10.權利要求1-8的方法，其中分離的可溶性膳食纖維豐富的頂層在任選地進一步用水稀釋之后在濕狀態下用淀粉葡糖苷酶進一步處理，其中淀粉葡糖苷酶在使用之前在采用陰離子交換繼之以疏水相互作用層析的兩步操作中基本上除掉葡聚糖酶的附帶活性，從疏水相互作用層析柱上洗脫的主蛋白帶作為凈化的酶使用。
11.權利要求1-10的方法，其中將分離的β-葡聚糖干燥。
12.按照權利要求1-11制備的可溶性膳食纖維尤其是中分子量的β-葡聚糖豐富的部分，其中所述部分含至少20％和最多40％分子量為至少800,000道爾頓的β-葡聚糖(按干重計)，且含低于10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油。
13.按照權利要求1-11制備的可溶性膳食纖維尤其是高分子量葡聚糖豐富的部分，其中所述部分含至少20％和最多40％分子量為至少1,300,000道爾頓的β-葡聚糖(按干重計)，和低于10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油。
14.按照權利要求1-11制備的可溶性膳食纖維尤其是高分子量葡聚糖豐富的部分，其中所述部分含至少40％分子量為至少800,000道爾頓的β-葡聚糖(按干重計)，和低于10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油。
15.按照權利要求1-11制備的可溶性膳食纖維尤其是高分子量葡聚糖豐富的部分，其中所述部分含至少40％分子量為至少1,300,000道爾頓的β-葡聚糖(按干重計)，和低于10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％、優選低于2.0％、更優選低于1.5％、尤其更優選低于1.0％的油。
16.呈干燥狀態的權利要求12-15的部分。
17.按照權利要求1-11中的一項或多項制備的β-葡聚糖作為食品、飼料、藥物和化妝品的添加劑的應用。
18.權利要求17的所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
19.權利要求17的所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
20.權利要求17的所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
21.權利要求17的所述部分作為酸乳酪、奶型飲料及其它液體發酵乳制劑的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
22.權利要求17的所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
23.權利要求17的所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
24.權利要求17的所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
25.權利要求17的所述部分作為冰淇淋和冷凍甜食的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
26.權利要求17的所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
27.權利要求17的所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
28.權利要求17的所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
29.權利要求17的所述部分作為黃油型涂抹食品、涂抹食品和人造黃油的添加劑起調節血液膽固醇、和/或調節血糖、和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
30.權利要求17的所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
31.權利要求17的所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
32.權利要求17的所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
33.權利要求17的所述部分作為乳酪的添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
34.權利要求17的所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
35.權利要求17的所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
36.權利要求17的所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
37.權利要求17的所述部分作為經加工的肉產品如碎肉夾餅、肉丸子、香腸、意大利臘腸、餡餅以及餡的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或益生素和/或血糖調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
38.權利要求17的所述部分作為焙烤品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
39.權利要求17的所述部分作為焙烤品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
40.權利要求17的所述部分作為焙烤品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
41.權利要求17的所述部分作為焙烤品如面包和蛋糕的添加劑起組織改良劑和/或保濕劑和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑和/或益生素作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
42.權利要求17的所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
43.權利要求17的所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
44.權利要求17的所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
45.權利要求17的所述部分作為化妝品如潤膚油膏、乳膏、潤膚劑的功能性添加劑的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
46.權利要求17的所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
47.權利要求17的所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
48.權利要求17的所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
49.權利要求17的所述部分作為丸劑或膠囊制劑的成分起益生素和/或血糖調節劑和/或血清膽固醇調節劑作用的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
50.權利要求17的所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
51.權利要求17的所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少20％和最多40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
52.權利要求17的所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少800,000道爾頓。
53.權利要求17的所述部分作為藥用的緩釋和/或控釋裝置中的成分的應用，其中所述部分以干物質為基準含至少40％的β-葡聚糖可溶性膳食纖維，不超過10％、優選低于7％、更優選低于5％的蛋白質，以及低于2.5％的油，其中β-葡聚糖成分的分子量為至少1,300,000道爾頓。
全文摘要
本發明涉及一種采用酶水解處理從燕麥和大麥谷中提取可溶性膳食纖維的方法，在該方法中，將谷物磨碎并不經進一步的熱處理將其任何β－葡聚糖豐富的除去胚乳的部分再合并，分散于水中，然后用降解淀粉的酶進行連續的酶處理，之后是任選的通過濕熱處理的酶失活步驟、和其中水解產物混合物自發地或經離心分離成至少3個不同的部分的后續步驟，其中3部分是第一部分，包含可溶性膳食纖維復合物，以干物質為基準含20％以上的β－葡聚糖，第二部分是水，和第三部分，包含源自磨碎谷物中的大部分蛋白質和油以及不溶性纖維材料，本發明還涉及所獲得的β－葡聚糖的應用、以及實施該方法的設備。
文檔編號C08B37/00GK1901810SQ200480039504
公開日2007年1月24日 申請日期2004年11月24日 優先權日2003年11月24日
發明者S·科維斯特, J·M·勞瑟 申請人:畢奧維勒普國際有限公司