[发明专利]包含活化的果胶的生物质组合物、产品及生产方法

说明书

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。

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(textural benefit)、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