提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及從甘蔗中獲得的提取物和隨后的加工流(例如，粗糖、糖蜜、甘蔗渣、磨 泥和夾雜物)。本發(fā)明還涉及用于生產(chǎn)提取物的工藝。本發(fā)明還涉及提取物降低食品或飲 料的可用熱值和/或血糖指數(shù)的用途，和提取物在治療或預(yù)防諸如糖尿病和代謝綜合征之 類(lèi)的疾病以及包括但不限于炎癥在內(nèi)的潛在癥狀的方法中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)械化收割后，甘蔗被運(yùn)送至初磨機(jī)并在齒形輥之間被粉碎。然后，粉碎后的甘蔗 被壓榨來(lái)提取粗糖汁，而甘蔗渣(剩余的纖維材料)則用作燃料。然后，將粗汁被加熱至其沸 點(diǎn)以提取任何雜質(zhì)，然后加入石灰和漂白劑并且除去磨泥。粗汁在真空下被進(jìn)一步加熱以 濃縮并提高白利糖度值。濃縮后的糖漿放入晶種以產(chǎn)生塊狀糖晶體和稱為糖蜜的稠糖漿。 兩者通過(guò)離心分離并且收集糖蜜廢流用作低級(jí)動(dòng)物飼料。糖精制過(guò)程由此產(chǎn)生大量的產(chǎn) 1?口，包括粗汁、甘鹿澄（bagasse )、磨泥，澄清的汁、糖蜜、殘滓（dunder )和糖晶體。當(dāng)在受控 條件下發(fā)酵糖或糖蜜以生產(chǎn)乙醇時(shí)，就產(chǎn)生了殘滓。
[0003] 來(lái)自上述過(guò)程的塊狀糖晶體被進(jìn)一步精制來(lái)生產(chǎn)許多可商業(yè)途徑獲得的糖產(chǎn)品。 例如，進(jìn)一步精制可以包括：使塊狀糖晶體與熱濃縮糖漿混合以軟化晶體上的外層。然后， 晶體通過(guò)離心回收并且隨后溶解于熱水中，該步驟有時(shí)稱為洗糖。然后，該糖液體通過(guò)碳化 或磷化（口1108打03丨31：；[011)、過(guò)濾、脫色和然后放入精細(xì)糖晶體晶種來(lái)純化。一旦晶體已經(jīng)生 長(zhǎng)到所需尺寸，則通過(guò)離心從糖漿中分離晶體，然后干燥，分級(jí)并包裝?？梢灾貜?fù)若干次從 糖液體中回收糖晶體。所有的糖晶體被回收之后剩下的深色糖漿也被稱為精制的糖蜜。
[0004] 糖蜜和糖精制過(guò)程的其它廣物，特別是稠糖衆(zhòng)和汁，是復(fù)雜的物質(zhì)混合物。通常， 它們難以進(jìn)一步精制并且組合物中常常含有損害標(biāo)準(zhǔn)分離材料的物質(zhì)。糖蜜和其他稠糖漿 和汁通常包括多酚、多糖、類(lèi)黃酮、肽和蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、有機(jī)酸和單糖和二糖。在處理期間 也形成了復(fù)雜聚合物(例如，蛋白黑素)。
[0005] 重點(diǎn)考慮到初級(jí)糖碾磨操作是為了最大程度地增加提取物和提高蔗糖的回收 率。類(lèi)似地，煉糖廠重點(diǎn)考慮到處理初級(jí)碾磨糖是為了改善蔗糖純度。乙醇已經(jīng)用于 從諸如糖蜜之類(lèi)的廢流中回收蔗糖（US 1，730, 473)并且除去雜質(zhì)（US 4, 116, 712 ;US 2, 000, 202)。乙醇也已經(jīng)用于從殘滓中分離單獨(dú)的多酚，包括麥黃酮、木犀草素或芹菜素 (W0 2004/014159)。在該現(xiàn)有技術(shù)工藝中，乙醇首先用在粗清理步驟以碰撞掉雜質(zhì)，然后作 為溶劑混合物的一部分來(lái)色譜分離包含特定多酷在內(nèi)的級(jí)分（fraction)。
[0006]自從二十世紀(jì)早期，糖蜜、金色糖漿和糖稀已經(jīng)作為健康食品被使用，并且已經(jīng)宣 稱它們是許多疾病的良好療法或治療。最近的證據(jù)表明包含在甘蔗精制過(guò)程的產(chǎn)物中的新 型甘蔗植物化學(xué)物質(zhì)降低血糖指數(shù)（GI)并且因此降低肥胖癥和糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)。然而，含有 高分子量著色劑的這些甘蔗衍生產(chǎn)品的強(qiáng)烈味道使它們對(duì)許多人而言是不適口的，而且糖 稀和糖蜜的高粘度使它們難以處理和不穩(wěn)定用于摻入其他食品。甘蔗精制的其它產(chǎn)物(諸 如甘蔗渣和磨泥）已知包括潛在有用的物質(zhì)，但它們至今難以處理的性質(zhì)和不穩(wěn)定性已經(jīng) 意味著它們通常作為廢物被丟棄。
[0007] 含有分離的多酚的甘蔗衍生提取物先前已經(jīng)生產(chǎn)，但不如甘蔗衍生產(chǎn)品的復(fù)雜的 多酚和類(lèi)黃酮的混合物一樣有效。含有多酚和類(lèi)黃酮的混合物的甘蔗衍生提取物先前已經(jīng) 生產(chǎn)，但顏色暗和味道苦，從而降低了添加有它們的最終食品或飲料的適口性和/或外觀。 因此，人們希望開(kāi)發(fā)出一種改進(jìn)的提取方法，該改進(jìn)的提取方法使甘蔗衍生提取物中的多 酚的濃度提高、顏色變淺和苦味降低以避免與已知的提取物相關(guān)聯(lián)的適口性問(wèn)題。與當(dāng)前 供給品相比，具有這些改進(jìn)的性質(zhì)的提取物將會(huì)在食品、保健品和藥品中得到更廣泛的應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明人已經(jīng)研發(fā)出一種用于生產(chǎn)甘蔗衍生提取物的工藝，該甘蔗衍生提取物包 括更多功能上有效的量的多酚和/或類(lèi)黃酮并且味道改進(jìn)、顏色變淺和多糖含量降低。本 發(fā)明的提取物被認(rèn)為是提供一種多酚和在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到的其它組分的協(xié)同組合。 因此，提取物可以以更少的量加回到食品或飲料，而不明顯地影響產(chǎn)品的味道和/或顏色。
[0009] 因此，在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)甘蔗衍生提取物的工藝，該工藝 包括： i) 將甘蔗衍生產(chǎn)品與乙醇混合以生產(chǎn)提取混合物，該提取混合物包括至少約50 % v/v 乙醇； ii) 允許沉淀物形成在提取混合物中； iii) 從提取混合物中除去沉淀物以得到上清液；和 iv) 從上清液中除去乙醇以生產(chǎn)甘蔗衍生提取物。
[0010] 提取物可以為粉末，包括冷凍干燥粉末或脫水粉末。優(yōu)選地，提取物為液體提取 物，更優(yōu)選地，為水提取物。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，該工藝還可以包括： i) 將甘蔗衍生產(chǎn)品與乙醇混合以生產(chǎn)初步提取混合物(例如，包括至少約25 % v/v乙 醇）； ii) 允許沉淀物形成在初步提取混合物中；和 i i i )從初步提取混合物中除去沉淀物以得到初步上清液。
[0012] 然后，可以對(duì)初步上清液進(jìn)行上述本發(fā)明的工藝。
[0013] 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)的是，可以使用異丙醇代替乙醇。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，還顯而易見(jiàn)的是，也可以使用任何適當(dāng)?shù)氖称芳?jí)極性溶劑代替乙醇。適當(dāng)?shù)氖称?級(jí)極性溶劑包括丁醇、丙酮、乙酸乙酯和/或乙酸丙酯。
[0014] 在一種實(shí)施例中，該工藝還包括：從提取物中除去水(優(yōu)選地在真空下通過(guò)蒸發(fā))， 以生產(chǎn)水提取物，該水提取物具有約65° Bx (白利糖度)。
[0015] 來(lái)自甘蔗碾磨或精制過(guò)程中的任意適當(dāng)?shù)膹U品可以在本發(fā)明的工藝中用作甘蔗 衍生產(chǎn)品。在一個(gè)實(shí)施例中，甘蔗衍生產(chǎn)品選自糖蜜、甘蔗渣、初榨汁、磨泥、澄清的糖汁、澄 清的糖楽·、糖稀、金色糖楽·、夾雜物、甘鹿剝離物（cane stripping)和/或殘滓（dunder)。
[0016] 在一個(gè)特定的實(shí)施例中，甘蔗衍生產(chǎn)品為糖蜜或殘滓，優(yōu)選糖蜜。
[0017] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在一些實(shí)例中，甘蔗衍生產(chǎn)品與水混合以便使甘蔗 產(chǎn)品和乙醇能夠有效和/或均勻混合，以形成提取混合物。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，甘蔗 衍生產(chǎn)品包括水和選自糖蜜、甘蔗渣、初榨汁、磨泥、澄清的糖汁、澄清的糖漿、糖稀、金色糖 漿、夾雜物、甘蔗剝離物和/或殘滓的產(chǎn)物的混合物。
[0018] 在甘蔗衍生產(chǎn)品包括固體組分的實(shí)例中，可能需要在混合甘蔗衍生產(chǎn)品和乙醇以 形成提取混合物之前，首先摻混或均化甘蔗衍生產(chǎn)品。因此，在另一個(gè)實(shí)施例中，甘蔗衍生 產(chǎn)品為與水摻混或均化的甘蔗渣、夾雜物和/或甘蔗剝離物。
[0019] 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地確定適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段，用于允許沉淀物形成在反應(yīng)混合 物中。在一個(gè)實(shí)施例中，在除去沉淀物之前，允許該沉淀物形成約10分鐘至約24小時(shí)。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)過(guò)濾、離心和/或通過(guò)允許沉淀物沉淀從提取混合物中除 去該沉淀物。
[0021] 在另一個(gè)實(shí)施例中，提取混合物的溫度保持在約20 °C至約30 °C。
[0022] 在再一個(gè)實(shí)施例中，在真空下通過(guò)蒸發(fā)從上清液中除去乙醇。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，該工藝是分批執(zhí)行的。在可選實(shí)施例中，該工藝以連續(xù)流動(dòng)的方 式執(zhí)行。
[0024] 在另一個(gè)實(shí)施例中，該工藝還包括：對(duì)上清液進(jìn)行膜過(guò)濾和/或離子交換、疏水或 尺寸排阻色譜并且收集一種或多種含有黃酮和/或多酚的級(jí)分以生產(chǎn)甘蔗衍生提取物。
[0025] 優(yōu)選地，甘蔗衍生提取物包括類(lèi)黃酮和/或多酚的混合物。更優(yōu)選地，提取物還 包括與類(lèi)黃酮和/或多酚一起存在于甘蔗中的組分，該組分包括礦物質(zhì)、維生素、碳水化 合物、有機(jī)酸和/或纖維。更優(yōu)選地，提取物包括作為三萜苷元（aglycone)和低聚糖鏈 (glycones)的類(lèi)黃酮和/或多酷的混合物。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)上清液進(jìn)行尺寸排阻膜過(guò)濾或尺寸排阻色譜。
[0027] 在另一個(gè)實(shí)施例中，該工藝還包括：對(duì)上清液進(jìn)行離子交換色譜、疏水相互作用色 譜、液相色譜-質(zhì)譜（LCMS)和/或基質(zhì)輔助激光解吸/電離-飛行時(shí)間（MALDI-T0F)以生 產(chǎn)提取物，優(yōu)選疏水相互作用色譜。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，該工藝還包括：在食品級(jí)樹(shù)脂上對(duì)上清液進(jìn)行疏水相互作用色 譜，優(yōu)選FPX66或類(lèi)似等級(jí)。
[0029] 在本發(fā)明的工藝的一個(gè)實(shí)施例中，提取混合物包括約70 %至約85 %乙醇。
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，提取物包括麥黃酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羥基肉桂酸、芥 子酸、及其衍生物中的一種或多種。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)與現(xiàn)有技術(shù)的組合物相比較時(shí)，通過(guò)本發(fā)明的工藝所生 產(chǎn)的提取物中每單位濃度的多酚的顏色減少。該提取物的顏色可以通過(guò)測(cè)量上清液 在420 nm處的吸光度進(jìn)行分析。優(yōu)選地，上清液在420 nm處的吸光度為約800豪吸收 (milliabsorbance)單位至約140豪吸收（m AU)單位。提取物的顏色也可以使用ICUMSA 協(xié)議進(jìn)行分析。
[0032] 在另一方面中，本發(fā)明提供了一種通過(guò)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的提取物。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的提取物包括至少25 mg/ml類(lèi)黃酮和/ 或至少25 mg/ml多酷。
[0034] 在一個(gè)特定實(shí)施例中，通過(guò)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的提取物包括麥黃酮、芹菜素、木犀 草素、咖啡酸、羥基肉桂酸、芥子酸、及其衍生物中的一種或多種。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的提取物具有α -葡萄糖苷酶抑制活性 和/或α -淀粉酶抑制活性。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的提取物具有抗炎活性。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的提取物具有熱值降低特性和/或活 性，這就延緩了碳水化合物，尤其是單糖從腸道進(jìn)入血液的通量?？蛇x地，提取物還具有血 糖指數(shù)降低特性。
[0038] 在又一方面中，本發(fā)明提供了甘蔗衍生提取物，其中，該提取物包括至少25 mg/ml 類(lèi)黃酮、和/或至少25 mg/ml多酷。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施例中，甘蔗衍生提取物包括麥黃酮、芹菜素、木犀草素、咖啡酸、羥基肉 桂酸、芥子酸