[发明专利]柑橘纤维及其应用

说明书

本发明涉及干燥的柑橘纤维，其相对于柑橘纤维总量具有至多20重量％的含水量且具有至少280Pa的储能模量(G’)，其中所述干燥的柑橘纤维具有介于4.0与8.7之间的pH。

技术领域

本发明涉及具有优化性质的柑橘纤维，其制造方法及所述纤维在具体说来食品产品如乳产品和肉产品、饮料、奶精等以及个人护理和药物产品中的各种用途。

背景技术

在过去数十年中，消费者对健康和环境问题关注的增加提高了对具有技术和/或健康相关性质的总体天然和可持续的食品产品或配料的需求。在此背景下，由水果和蔬菜加工带来的副产品的综合利用提供了关于减少食品废料、富集具有膳食纤维的食品产品及产生天然调质剂的有趣的解决方案，由此满足了消费者对环境、营养和技术的要求。

尽管水果和蔬菜副产品很丰富，但其用作天然食品配料仍受到限制。这些副产品开发不足的原因在于水果和蔬菜基质是由复杂的细胞壁纤维三维网络组成。这种网络是由包埋于果胶和半纤维素基质中的纤维素原纤维构成(Cosgrove,2005)。纤维素原纤维是通过分子内和分子间氢键及疏水性相互作用固定，而果胶和半纤维素的特征是更高的活动程度(Cosgrove,2014)。此多糖网络内还包括少量蛋白质(Lamport,Kieliszewski,Chen,Cannon,2011；SampedroCosgrove,2005)。为了充分发挥这些纤维的结构潜力，或者换句话说，为了使它们功能化，必须打开紧密的细胞壁纤维网络，使纤维具有更高的水合和溶胀能力。

植物细胞壁纤维的功能化可通过机械处理实现(Foster,2011)。在此背景下，已显示高压均质化通过减小颗粒尺寸并且能够形成纤维网络来影响基于植物的材料如细胞壁纤维的功能(Augusto,Ibarz,Cristianini,2013；Lopez-Sanchez等人,2011；TanKerr,2015；Van Buggenhout等人,2015；WinuprasithSuphantharika,2013)。在高压均质化期间，迫使流体通过均质器阀中的窄间隙，在此流体将经历急剧加速(Dumay等人,2013；Floury,Legrand,Desrumaux,2004)。因此，流体经受空化、剪切和湍流现象，其同时被诱导并造成温度升高，这取决于所施加的压力的强度(Paquin,1999)。最近的结果证实了在提高细胞壁纤维悬浮液(例如，柠檬皮纤维悬浮液)的粘弹性质上有效的高压均质化。显示果胶的部分去除有利于柠檬皮纤维悬浮液的储能模量的提高。同样，Sankaran等人(2015)报道果胶的酶促降解促进高压均质化之后胡萝卜细胞壁纤维变松散。

另外，显示纤维悬浮液的粘弹性质不仅取决于其组成，而且取决于其物理化学特性(Kunzek,Müller,Vetter,Godeck,2002)。因此，影响这些特性的任何环境参数如pH和盐的存在都可能影响机械加工效果(Sankaran,Nijsse,Bialek,Shpigelman等人,2015；Shpigelman,Kyomugasho,Christiaens,Van Loey,Hendrickx,2014)。

上述所有出版物说明，将细胞壁材料功能化并不是轻松的任务并且必须兼顾考虑其性质。例如，试图调节细胞壁纤维的pH和流变性可产生具有不良流变特性的pH改性产品或产生具有天然pH的功能性产品。另外，当pH改性产品为了储存而干燥至低含水量时，这些产品似乎已丧失其部分功能性。结果造成其利用似乎不那么简单直接，特别是在高要求的应用方面，如对于乳品工业的典型应用。

因此，在工业中需要具有性质的最优组合的功能化细胞壁材料。例如，在制药工业中，需要一种质构化剂，其能够质构化具有降低的电荷浓度及中性或接近中性pH的药物液体，例如眼科液体、供少盐饮食后的患者用的液体、药物递送液体等。令人遗憾的是，可获得的质构化剂负面地影响药物液体的pH，不具有对这种液体赋予优化流变性质的正确功能。