[发明专利]涉及脱糠技术的用于由谷物粒制备戊糖和基于戊糖的可溶性寡糖/多糖的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于从谷物粒提取和分离可溶性阿拉伯糖基木聚糖产物的方法，例如戊糖和/或可溶性基于戊糖的寡糖/多糖，其可用作食品、饮料、化妆品或饲料成分或用作用于发酵或化学改性的基材。

发明背景

阿拉伯糖基木聚糖(AX)为谷物粒的细胞壁的重要的组分。AX为由β-1,4-连接的D-吡喃木糖苷(木糖)单元的骨架组成的碳水化合物，所述单元为未取代的、被单一α-L-阿拉伯呋喃糖苷(阿拉伯糖)在C-(O)-2或C-(O)-3单取代或被单一α-L-阿拉伯呋喃糖苷单元在C-(O)-2和C-(O)-3二取代(Izydorczyk和Biliaderis，1995；Andersson和Aman，2001)。戊糖木糖和阿拉伯糖因此为AX的主要构造单元，并且AX因此也称为戊聚糖。与木糖单元的C-(O)-2位连接的较少丰富的取代基可为葡糖醛酸、4-O-甲基葡糖醛酸，或由L-阿拉伯糖、D-木糖、D-半乳糖、D-葡萄糖和/或糖醛酸组成的短的低聚物，而乙酰基可与木糖单元的C-(O)-2和/或C-(O)-3位连接。还存在羟基肉桂酸(主要为阿魏酸以及较少程度的脱氢二阿魏酸)、对香豆酸和芥子酸作为取代基，并且它们通常与末端阿拉伯糖单元的C-(O)-5位连接(Izydorczyk和Biliaderis，1995；Andersson和Aman，2001)。

除了它们被阿拉伯糖取代的木糖骨架的常见结构特征以外，谷物粒AX构成非常异构的一组碳水化合物。已观察到阿拉伯糖取代的程度和较少丰富的取代基的性质和频率的大的变化，不仅当比较不同的谷物物类时，而且当比较在单一谷物物类内的不同的组织时(Antoine等人，2003；Barron等人，2007)。通常承认谷物AX的聚合度(DP)为1,500-15,000，尽管难以测定它们的精确的分子量，因为在它们的提取和纯化期间通常发生的部分降解(Broekaert等人，2011)。

总的来说，谷物粒含有5-10%的AX。然而，AX在谷物粒的不同的组织中不是均匀分布。特别是谷物粒的外层富含AX，解释了首先使谷物粒物理分级以得到富集在外层中的级分(fraction)(通常称为“糠”)的常见的实践，以用作原料用于制备AX衍生的产物。然而，来自谷物粒的外层的AX的主要部分为水-不可提取的，并且不能以它们的天然状态分离，因为它们通过共价和非共价相互作用与其它细胞壁材料紧密缔合。结果是，从糠分离显著部分的AX通常涉及AX的至少部分水解解聚。此外，从应用的观点，AX的该解聚主要也是期望的。的确，对于AX的许多应用，AX的伴随高分子量的高粘度通常是不期望的。

取决于它们的DP，发现溶解的AX解聚产物在不同的应用中的方式。例如，阿拉伯糖基木聚糖-寡糖(AXOS)近来已显示发挥益生质性质(Cloetens等人，2008；Courtin等人，2008；Van Craeyveld等人，2008；Broekaert等人，2011)。含有AXOS的制剂因此具有宽泛的潜能作为在食品、饮料和饲料应用中的成分。AX还可用作化妆品的成分。戊糖木糖和阿拉伯糖可用于发酵，例如用于生产乙醇，如果将酵母菌株工程化使得它们可利用和发酵木糖和阿拉伯糖(Hahn-H?gerdal等人，2007)。戊糖木糖可用于在药物、化妆品和食品行业中的应用，并且用作用于酶或化学转化为木糖醇的基材，其可用作非生龋齿的甜味剂。戊糖阿拉伯糖在生产药物中广泛用作中间体，例如核苷类似物抗病毒药物。

已描述从谷物糠制备戊糖或基于戊糖的寡糖的若干方法。

在木聚糖内切酶存在下，通过水提取，可由谷物糠制备AX解聚产物(WO 02/067698；WO 2006/027529；Maes等人，2004；Swennen等人，2006)。这些方法具有基于温和提取条件的益处；然而，由于谷物糠AX的重要的部分难以接近酶，AX的回收通常受限。