提取方法
【技術領域】
[0001] 本發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)。本發明還涉及用于生產提取物的工藝。本發明還涉及提取物降低食品或飲 料的可用熱值和/或血糖指數的用途，和提取物在治療或預防諸如糖尿病和代謝綜合征之 類的疾病以及包括但不限于炎癥在內的潛在癥狀的方法中的用途。
【背景技術】
[0002] 機械化收割后，甘蔗被運送至初磨機并在齒形輥之間被粉碎。然后，粉碎后的甘蔗 被壓榨來提取粗糖汁，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 點以提取任何雜質，然后加入石灰和漂白劑并且除去磨泥。粗汁在真空下被進一步加熱以 濃縮并提高白利糖度值。濃縮后的糖漿放入晶種以產生塊狀糖晶體和稱為糖蜜的稠糖漿。 兩者通過離心分離并且收集糖蜜廢流用作低級動物飼料。糖精制過程由此產生大量的產 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。當在受控 條件下發酵糖或糖蜜以生產乙醇時，就產生了殘滓。
[0003] 來自上述過程的塊狀糖晶體被進一步精制來生產許多可商業途徑獲得的糖產品。 例如，進一步精制可以包括：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， 晶體通過離心回收并且隨后溶解于熱水中，該步驟有時稱為洗糖。然后，該糖液體通過碳化 或磷化（口1108打03丨31：；[011)、過濾、脫色和然后放入精細糖晶體晶種來純化。一旦晶體已經生 長到所需尺寸，則通過離心從糖漿中分離晶體，然后干燥，分級并包裝。可以重復若干次從 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] 糖蜜和糖精制過程的其它廣物，特別是稠糖衆和汁，是復雜的物質混合物。通常， 它們難以進一步精制并且組合物中常常含有損害標準分離材料的物質。糖蜜和其他稠糖漿 和汁通常包括多酚、多糖、類黃酮、肽和蛋白質、礦物質、有機酸和單糖和二糖。在處理期間 也形成了復雜聚合物(例如，蛋白黑素)。
[0005] 重點考慮到初級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。類似地，煉糖廠重點考慮到處理初級碾磨糖是為了改善蔗糖純度。乙醇已經用于 從諸如糖蜜之類的廢流中回收蔗糖（US 1，730, 473)并且除去雜質（US 4, 116, 712 ;US 2, 000, 202)。乙醇也已經用于從殘滓中分離單獨的多酚，包括麥黃酮、木犀草素或芹菜素 (W0 2004/014159)。在該現有技術工藝中，乙醇首先用在粗清理步驟以碰撞掉雜質，然后作 為溶劑混合物的一部分來色譜分離包含特定多酷在內的級分（fraction)。
[0006]自從二十世紀早期，糖蜜、金色糖漿和糖稀已經作為健康食品被使用，并且已經宣 稱它們是許多疾病的良好療法或治療。最近的證據表明包含在甘蔗精制過程的產物中的新 型甘蔗植物化學物質降低血糖指數（GI)并且因此降低肥胖癥和糖尿病的風險。然而，含有 高分子量著色劑的這些甘蔗衍生產品的強烈味道使它們對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定用于摻入其他食品。甘蔗精制的其它產物(諸 如甘蔗渣和磨泥）已知包括潛在有用的物質，但它們至今難以處理的性質和不穩定性已經 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生產，但不如甘蔗衍生產品的復雜的 多酚和類黃酮的混合物一樣有效。含有多酚和類黃酮的混合物的甘蔗衍生提取物先前已經 生產，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，人們希望開發出一種改進的提取方法，該改進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聯的適口性問題。與當前 供給品相比，具有這些改進的性質的提取物將會在食品、保健品和藥品中得到更廣泛的應 用。

【發明內容】

[0008] 本發明人已經研發出一種用于生產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/或類黃酮并且味道改進、顏色變淺和多糖含量降低。本 發明的提取物被認為是提供一種多酚和在現有技術中沒有預見到的其它組分的協同組合。 因此，提取物可以以更少的量加回到食品或飲料，而不明顯地影響產品的味道和/或顏色。
[0009] 因此，在一個方面中，本發明提供了一種用于生產甘蔗衍生提取物的工藝，該工藝 包括： i) 將甘蔗衍生產品與乙醇混合以生產提取混合物，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。優選地，提取物為液體提取 物，更優選地，為水提取物。
[0011] 在一個實施例中，該工藝還可以包括： i) 將甘蔗衍生產品與乙醇混合以生產初步提取混合物(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，可以對初步上清液進行上述本發明的工藝。
[0013] 對本領域技術人員來說，顯而易見的是，可以使用異丙醇代替乙醇。對本領域技術 人員來說，還顯而易見的是，也可以使用任何適當的食品級極性溶劑代替乙醇。適當的食品 級極性溶劑包括丁醇、丙酮、乙酸乙酯和/或乙酸丙酯。
[0014] 在一種實施例中，該工藝還包括：從提取物中除去水(優選地在真空下通過蒸發)， 以生產水提取物，該水提取物具有約65° Bx (白利糖度)。
[0015] 來自甘蔗碾磨或精制過程中的任意適當的廢品可以在本發明的工藝中用作甘蔗 衍生產品。在一個實施例中，甘蔗衍生產品選自糖蜜、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] 在一個特定的實施例中，甘蔗衍生產品為糖蜜或殘滓，優選糖蜜。
[0017] 本領域技術人員將理解的是，在一些實例中，甘蔗衍生產品與水混合以便使甘蔗 產品和乙醇能夠有效和/或均勻混合，以形成提取混合物。因此，在一個實施例中，甘蔗 衍生產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/或殘滓的產物的混合物。
[0018] 在甘蔗衍生產品包括固體組分的實例中，可能需要在混合甘蔗衍生產品和乙醇以 形成提取混合物之前，首先摻混或均化甘蔗衍生產品。因此，在另一個實施例中，甘蔗衍生 產品為與水摻混或均化的甘蔗渣、夾雜物和/或甘蔗剝離物。
[0019] 本領域技術人員能夠容易地確定適當的時間段，用于允許沉淀物形成在反應混合 物中。在一個實施例中，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。
[0020] 在一個實施例中，通過過濾、離心和/或通過允許沉淀物沉淀從提取混合物中除 去該沉淀物。
[0021] 在另一個實施例中，提取混合物的溫度保持在約20 °C至約30 °C。
[0022] 在再一個實施例中，在真空下通過蒸發從上清液中除去乙醇。
[0023] 在一個實施例中，該工藝是分批執行的。在可選實施例中，該工藝以連續流動的方 式執行。
[0024] 在另一個實施例中，該工藝還包括：對上清液進行膜過濾和/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/或多酚的級分以生產甘蔗衍生提取物。
[0025] 優選地，甘蔗衍生提取物包括類黃酮和/或多酚的混合物。更優選地，提取物還 包括與類黃酮和/或多酚一起存在于甘蔗中的組分，該組分包括礦物質、維生素、碳水化 合物、有機酸和/或纖維。更優選地，提取物包括作為三萜苷元（aglycone)和低聚糖鏈 (glycones)的類黃酮和/或多酷的混合物。
[0026] 在一個實施例中，對上清液進行尺寸排阻膜過濾或尺寸排阻色譜。
[0027] 在另一個實施例中，該工藝還包括：對上清液進行離子交換色譜、疏水相互作用色 譜、液相色譜-質譜（LCMS)和/或基質輔助激光解吸/電離-飛行時間（MALDI-T0F)以生 產提取物，優選疏水相互作用色譜。
[0028] 在一個實施例中，該工藝還包括：在食品級樹脂上對上清液進行疏水相互作用色 譜，優選FPX66或類似等級。
[0029] 在本發明的工藝的一個實施例中，提取混合物包括約70 %至約85 %乙醇。
[0030] 在一個實施例中，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] 在一個實施例中，當與現有技術的組合物相比較時，通過本發明的工藝所生 產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測量上清液 在420 nm處的吸光度進行分析。優選地，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 協議進行分析。
[0032] 在另一方面中，本發明提供了一種通過本發明的工藝生產的提取物。
[0033] 在一個實施例中，通過本發明的工藝生產的提取物包括至少25 mg/ml類黃酮和/ 或至少25 mg/ml多酷。
[0034] 在一個特定實施例中，通過本發明的工藝生產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] 在一個實施例中，通過本發明的工藝生產的提取物具有α -葡萄糖苷酶抑制活性 和/或α -淀粉酶抑制活性。
[0036] 在一個實施例中，通過本發明的工藝生產的提取物具有抗炎活性。
[0037] 在一個實施例中，通過本發明的工藝生產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入血液的通量。可選地，提取物還具有血 糖指數降低特性。
[0038] 在又一方面中，本發明提供了甘蔗衍生提取物，其中，該提取物包括至少25 mg/ml 類黃酮、和/或至少25 mg/ml多酷。
[0039] 在一個實施例中，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