專利名稱：由甘蔗及甜菜制備強(qiáng)化抗氧化基之機(jī)能性食品之方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種由甘蔗及甜菜制備強(qiáng)化抗氧化基之機(jī)能性食品之方法。
背景技術(shù)：
已報(bào)導(dǎo)抗氧化基具有作為食物安定劑之有利效果且潛在可用于預(yù)防及/或治療有些疾病。已進(jìn)行各種嘗試以制造抗氧化基(a)Zilliken已請(qǐng)準(zhǔn)一種自發(fā)酵大豆產(chǎn)品制造抗氧化基之方法專利(USPs 4,218,489及4,232,122)。然而，此方法涉及使用石油醚為主之溶劑進(jìn)行萃取，該溶劑難以操作/處理且使用該溶劑將有產(chǎn)品品質(zhì)問(wèn)題。(b)Nguyen等人提出一種自唇形科植物萃取抗氧化基之方法專利(USP 5,017,397)。該方法由于使用超臨界流體萃取及以二氧化碳分餾而限制了實(shí)務(wù)應(yīng)用。該方法在資本及操作成本均昂貴。(c)Gudin等人提出一種自微生物培養(yǎng)基于光生物反應(yīng)器中藉光合成制造抗氧化基之方法專利(USP5,179,012)。該方法涉及復(fù)雜操作且進(jìn)行嚴(yán)格制程控制以制得所需產(chǎn)物。所有上述方法在大量生產(chǎn)產(chǎn)物方面受到限制。
本發(fā)明相較該上述既有技藝具有下列優(yōu)點(diǎn)(a)本方法以創(chuàng)新改良使用已建立之單元操作/技術(shù)；(b)原料來(lái)源為甘蔗及甜菜，由于甘蔗已知為每單位農(nóng)田產(chǎn)制碳水化物之最大量制造植物，因此制造抗氧化基之原料供應(yīng)無(wú)限且價(jià)廉；且最重要地，(c)該抗氧化基系得白天然植物萃取物-甘蔗及甜菜。
已充分證明甘蔗及甜菜植物所衍生之化合物包含類黃酮(flavonoids)、經(jīng)取代酚類及聚酚類。Farber及Carpenter查論(Farber，L.及Carpenter，F(xiàn).G.，于蔗糖中作為色素之植物顏料，proceeding 1972 Tech.Sess.CaneSugar Refining Research，第23頁(yè))1972年前文獻(xiàn)中評(píng)論甘蔗中之酚類。Godshall及Robert概述酚類于糖類產(chǎn)物中與色素性質(zhì)有關(guān)之角色(Mary及Godshall及Earl J.Roberts，糖類產(chǎn)物中之酚類，1982年糖類會(huì)議聯(lián)合會(huì)，第47頁(yè))。部分衍生自酚類為主之植物顏料之色素結(jié)構(gòu)經(jīng)Margaret A.Clark所討論(Margaret A.Clark，W.S.C.Tsang及M.A.Godshall，色素結(jié)構(gòu)，1988年糖類會(huì)議研究聯(lián)合會(huì)，1988，第183頁(yè))。更最近，Richard Riffer(Richard Riffer，非糖類及糖類精制，第36章，糖類精制手冊(cè)(2000)，周重吉編著，John Wily & Sons公司出版，紐約)描述酚類為粗糖之糖類加工中小但重要之非糖類部分且報(bào)導(dǎo)4種類黃酮，且25種類黃酮已于蔗糖中鑒定出。Judy McBride于農(nóng)業(yè)研究服務(wù)報(bào)導(dǎo)總計(jì)超過(guò)4000種類黃酮構(gòu)成主要之飲食抗氧化基，被視為負(fù)責(zé)水果及植物之大部分抗氧化力(Judy McBride，罐頭食品預(yù)先老化，1999年2月發(fā)行之農(nóng)業(yè)研究雜志，USDA)。此外，F(xiàn)arber鑒定出甘蔗中數(shù)種天然顏料如chlorogenic酸、羥基桂皮酸(L.Farber及F.Carpenter，Proc.Tech.Sess.，Cane SugarRefining.Res.，波士頓，1970)。該等化合物經(jīng)報(bào)導(dǎo)抗氧化力極有效(Donald E.Pszczola，自保存食物品質(zhì)至生活品質(zhì)之抗氧化基，卷55，第6期，2001年6月，食品技術(shù)；Susanne J.Klahorst，抗氧化基摘要，2001年5月，食品設(shè)計(jì))。雖然該等化合物為廣泛分布于植物(包含甘蔗及甜菜)之悉知植物化學(xué)品，且于糖工業(yè)中研究員已進(jìn)行廣泛研究，但迄今糖類研究員仍未嘗試使該等發(fā)現(xiàn)與健康有關(guān)之抗氧化活性間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。所有研究均著眼于該等物質(zhì)與糖汁液/糖母液中顏色之關(guān)聯(lián)性，及著眼于在糖類精制/制造制程中移除部分色素以制得白色/精制糖之機(jī)制。本發(fā)明人首先發(fā)現(xiàn)甘蔗及甜菜中之抗氧化基之優(yōu)異有利之抗氧化能力及發(fā)現(xiàn)其制造方法。
基于波士噸Tuft大學(xué)農(nóng)業(yè)研究服務(wù)人類營(yíng)養(yǎng)研究中心對(duì)動(dòng)物及人類血液之研究，強(qiáng)化抗氧化基之食物(以O(shè)RAC單位顯示)可保護(hù)細(xì)胞及其成分免受氧化作用損害(Judy McBride，高-ORAC食物可減慢老化，1999年2月出刊之農(nóng)業(yè)研究雜志，USDA)。ARS為美國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)之最高科學(xué)機(jī)構(gòu)。ORAC(為氧游離基吸收能力之縮寫(xiě))為決定食物及其它物質(zhì)總抗氧化基功能之實(shí)驗(yàn)室分析方法。此方法由USDA科學(xué)家Guohum Cao及Donald L.Prior博士所發(fā)展。攝取高ORAC食物可助于降低與人體及腦兩者老化有關(guān)之疾病危險(xiǎn)性。Cao及Prior提示每日食用3000至5000 ORAC單位對(duì)血漿及細(xì)胞組織抗氧化基能力有顯著效力。高價(jià)值水果及植物中，干李及甘藍(lán)之ORAC值經(jīng)報(bào)導(dǎo)分別為每100克5770及1770(Judy McBride，高-ORAC食物可減慢老化，1999年2月出刊之農(nóng)業(yè)研究雜志，USDA)。
文獻(xiàn)中涵蓋所有領(lǐng)域之研究?jī)H有一篇論文，一日本公司于2001年8月發(fā)表甘蔗萃取物之生理功能。此研究中，使用層析分離制程、離子交換樹(shù)脂制程及熱水萃取甘蔗渣可分別獲得四種萃取物。某些萃取物對(duì)老鼠進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)種系(phylotic)效果、疫苗輔助效果及對(duì)肝損傷之保護(hù)效果。兩種萃取物顯示具有優(yōu)異之超氧陰離子清除活性(SOD)，其為作者所界定之抗氧化能力指針。然而，該作者之結(jié)論為萃取物之抗氧化能力與其它生理功能間之關(guān)聯(lián)性并不清楚，此效果之機(jī)制亦不清楚。SOD活性與ORAC單位之關(guān)聯(lián)性尚未知。
本專利申請(qǐng)案中，本發(fā)明人描述一種自糖類產(chǎn)物分離回收強(qiáng)化且濃縮抗氧化基之方法，以制備高-ORAC機(jī)能性食品供人類消耗。
發(fā)明概述甘蔗及甜菜包含高度有色物質(zhì)，其包含聚酚類、類黃酮及具有明顯抗氧化能力之其它化合物。植物之抗氧化基之有利健康效果已于文獻(xiàn)中廣泛報(bào)導(dǎo)。然而，尚無(wú)任何專利參考文獻(xiàn)引述甘蔗/甜菜作為制造機(jī)能性食品之抗氧化基之來(lái)源。本發(fā)明人首先研究及發(fā)展一種自甘蔗及甜菜制造具特殊抗氧化基能力之機(jī)能性食品之方法。該抗氧化力系以O(shè)RAC單位定量，為氧游離基吸收性能力之縮寫(xiě)，系一種由USDA科學(xué)家所發(fā)展用以測(cè)定食品及其它物質(zhì)之總抗氧化基功能之實(shí)驗(yàn)室分析方法。
本發(fā)明包含一種自甘蔗及甜菜制造強(qiáng)化高ORAC抗氧化基之機(jī)能性食品之方法，系利用單一或組合之標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)工程分離程序，若需要亦可加以修正澄清法、蒸發(fā)法、結(jié)晶法、層析技術(shù)、吸附/解析法、離子交換樹(shù)脂脫色法及再生法及超膜-及奈米-膜過(guò)濾作用。
上述任何及/或組合制成可用以自甘蔗及甜菜所得之含糖水溶液制造強(qiáng)化抗氧化基之機(jī)能性食品。


第1圖為原料糖及耕地白糖制造之簡(jiǎn)化流程圖。
第2圖為制造精制糖之簡(jiǎn)化流程圖。
該圖式說(shuō)明制糖制程。各制程之相同理論為本發(fā)明制造強(qiáng)化高OARC抗氧化基產(chǎn)品之方法之一部分。
發(fā)明詳細(xì)描述為了說(shuō)明強(qiáng)化高ORAC抗氧化基之產(chǎn)品之制造方法，糖制造程序之了解基本上述于第1及2圖。該等標(biāo)準(zhǔn)制程如澄清作用、脫色/析附作用、離子交換制程、結(jié)晶作用細(xì)節(jié)可見(jiàn)于參考書(shū)(Frank G.Carpenter，第17章，脫色作用，蔗糖參考書(shū)第11版，由James C.P.Chen編輯，JohnWiley and sons出版，1985；James C.P.Chen及Chung ChiChou，蔗糖手冊(cè)第12版，第5及12章，John Wiley and sons出版，1993)。第1圖為原料糖及耕地白糖制造之簡(jiǎn)化流程圖。第2圖為制造”精制糖”之簡(jiǎn)化流程圖。
(A)澄清作用如第1圖所示，使甘蔗或甜菜最初粉碎及/或絞碎后藉研磨或擴(kuò)散作用萃取糖汁。該糖汁一般之顏色介于5000ICU(國(guó)際色調(diào)單位)至25,000ICU之間，其系由干重約78至90％糖份及其余為非糖份所構(gòu)成。該非糖份包含殘?jiān)?、多糖、膠、蠟、色素、聚酚、類黃酮及其它抗氧化基等。該糖汁接著在約15brix(％干燥固體)澄清化，一般由三個(gè)不同程序進(jìn)行。為了制得顏色范圍自700至8000ICU之原料糖，使用簡(jiǎn)單石灰化澄清。
為了制造具顏色范圍自80至250ICU之耕地白糖，可使用亞硫酸法(sulfitation)或碳酸法制程。原料糖接受進(jìn)一步精制制程使白糖具有顏色范圍自10至65ICU。耕地白糖一般在開(kāi)發(fā)中國(guó)家系供直接消費(fèi)。該三種制程中，簡(jiǎn)單石灰化澄清作用移除最少非糖份，包含有色及其它有機(jī)物質(zhì)。通常所有三種澄清作用制程后若需要?jiǎng)t進(jìn)行過(guò)濾作用，以符合食品級(jí)產(chǎn)品之需求，甜菜汁則藉碳酸法作用澄清化。該硫化制程一般包含第一次硫化作用及第二次硫化作用，及降低汁液顏色達(dá)40％。該碳酸法制程后一般接著進(jìn)行另一簡(jiǎn)單硫化作用并移除達(dá)60％之顏色。由于顏色為測(cè)量抗氧化基之等級(jí)，因此具高顏色移除效率之制程如碳酸法作用將產(chǎn)生具較低抗氧化基構(gòu)成分之透明汁液。
供人類消耗之所有食品級(jí)產(chǎn)品需依據(jù)GMP(產(chǎn)品制造實(shí)務(wù)標(biāo)準(zhǔn))相關(guān)之法定要件，使用直接及間接添加劑及加工助劑等加以制造。因此，充滿懸浮固體及微生物之原料糖汁在藉蒸發(fā)作用、結(jié)晶作用及離心作用進(jìn)一步加工前，需先澄清化。大部分所用制程為簡(jiǎn)單石灰化、硫化、磷酸化及碳酸法。如前所述，某些澄清作用如碳酸法、吸附/移除明顯量之色素/抗氧化基并以碳酸酯餅丟棄。例如，甘蔗混合汁液之酚類總含量為1127ppm，該碳酸化之澄清汁液含量為298ppm，有73.5％之移除率。具最初酚類含量1,966ppm之另一樣品在碳酸化后降至280ppm，降低85.8％。因此，需發(fā)展適當(dāng)制程以使原料汁液澄清而不明顯移除高ORAC構(gòu)成分，如聚酚、類黃酮等。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)藉石灰化及/或蘇打灰之澄清化作用可于澄清汁液中保存/維持高ORAC構(gòu)成分，如下述原料汁液或糖液之澄清化細(xì)節(jié)述于數(shù)種參考書(shū)中，如蔗糖參考書(shū)(James C.P.Chen及Chung Chi Chou，蔗糖參考書(shū)第12版，第5及12章，John Wiley and sons出版，1993)。通常原料汁液/糖液在50℃至80℃之溫度經(jīng)粗糙過(guò)篩以移除大的懸浮顆粒，接著添加約100ppm之1％加工助劑及再加熱至85℃至110℃之間，隨后進(jìn)入澄清槽。澄清槽中之滯留時(shí)間自30分鐘至3小時(shí)之范圍。時(shí)間、溫度及加工助劑之量隨欲處理之糖溶液純度而異。由于糖汁液純度一般在78至90％之間，視氣候、作物季節(jié)及農(nóng)田區(qū)域而定，重要標(biāo)準(zhǔn)為選擇可制造透明汁澄清化糖溶液且未移除大量的高ORAC抗氧化基之條件。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)加工助劑在小于1％之劑量下測(cè)試可符合該要件。
實(shí)例本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)粗糙過(guò)篩之原料漿液具有極高ORAC值為35,600單位/100克干燥固體。另一樣品產(chǎn)生之ORAC值為27,226單位/100克。本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)甘蔗汁液之高ORAC單位。先前發(fā)現(xiàn)得自碳酸化工廠之”B”及”C”糖蜜僅得到5,755及4,835 ORAC/100克干燥固體。然而，由于糖溶液并未澄清化，該等產(chǎn)品并非食品級(jí)。就比較目的而言，需再次注意干李、橘子、甘藍(lán)及波菜之ORAC值分別為5,700；750；1770及1260/100克樣品。若該等單位轉(zhuǎn)化成干燥固體為基準(zhǔn)，則該值遠(yuǎn)高于該等水果及植物。該等數(shù)據(jù)公告于農(nóng)業(yè)研究服務(wù)在1999年2月出刊之USDA農(nóng)業(yè)研究雜志之著作權(quán)中。
實(shí)例(a)甘蔗漿液樣品藉添加石灰作為加工助劑澄清化以符合食品級(jí)需求，產(chǎn)生36,051單位/100克干燥固體之ORAC值。(b)藉添加石灰使另一甘蔗漿液樣品澄清化，產(chǎn)生29,830單位之ORAC值。(c)甘蔗汁液樣品以蘇打灰澄清化獲得36,491單位/100克干燥固體之ORAC值。(d)另一蘇打灰處理之樣品之ORAC值為25,228單位。而所有用于澄清法之加工助劑，如石灰、蘇打灰添加、碳酸法、亞硫酸法及磷酸法中，用大量石灰接著通入二氧化碳?xì)怏w控制pH的碳酸法，可移除大部分顏色/抗氧化基。因此，習(xí)知碳酸法不適用于制備高ORAC產(chǎn)品。例如，(e)碳酸化漿液甚至在結(jié)晶濃縮兩次后僅獲得4,835單位之ORAC。
使用化學(xué)加工助劑如石灰、二氧化硫、蘇打灰或磷酸處理含糖溶液可移除巨分子及懸浮固體，包含微生物但未明顯移除抗氧化基。
糖精制之第二步驟中之磷酸法及碳酸法移除約55至60％色素也移除許多抗氧化基。由于所得碳酸泥餅或磷酸酯浮渣隨后丟棄/處理掉。至少在經(jīng)濟(jì)上非常難以自該等廢棄物回收抗氧化基。
(B)結(jié)晶作用參見(jiàn)第1圖，澄清化之汁液蒸發(fā)后進(jìn)一步于真空鍋中進(jìn)行結(jié)晶作用。于真空鍋中結(jié)晶作用所得之糖膏接著離心分離母液及結(jié)晶糖。由于結(jié)晶作用為最佳純化步驟之一，約有50％產(chǎn)率之糖份，因此母液中一般留有色素/抗氧化基。因而，結(jié)晶作用為制造高-ORAC機(jī)能性食品中豐富/濃縮抗氧化基之優(yōu)異方式。
參見(jiàn)第2圖，就使原料糖精制而制造精制糖而言，第一步驟為洗糖式復(fù)篩(affination)，其包含以回流洗蜜漿液去”洗滌”該原料糖。該洗糖步驟可自原料糖結(jié)晶表面機(jī)械性移除約75至85％之總非蔗糖，包括色素/抗氧化基，顯示在結(jié)晶作用期間排除非糖類。此再度顯示結(jié)晶方法系將抗氧化基濃縮之優(yōu)異方式。
實(shí)例含4,046之ORAC單位之”A”漿液結(jié)晶作用獲得強(qiáng)化ORAC為6,604之B糖蜜及糖之ORAC降低1867單位。(C)層析分離制程此制程廣泛用于甜菜工業(yè)以自糖蜜回收額外糖份。其基本上使糖蜜分離成兩部分約90％回收率之糖部分及非糖物之第二部分，其包含有機(jī)及無(wú)機(jī)構(gòu)成分。在甘蔗糖蜜之例中，亦獲得小量第三部份之轉(zhuǎn)化糖。實(shí)務(wù)上糖工廠中任何制程過(guò)程中的液流可進(jìn)行層析分離而獲得非糖內(nèi)部分。對(duì)甘蔗汁液及糖蜜而言，得自習(xí)知層析分離制程之非糖類部分之濃度因素分別為6及2。
實(shí)例ORAC為5,755之”C”糖蜜將獲得ORAC值為11,510單位之非糖類部分。
(D)吸附作用/解析作用第2圖之二次脫色步驟包含使用吸附劑如顆粒碳及/或骨焦炭。該等制程藉吸附至表面上而自含糖溶液移除超過(guò)80％之色素/抗氧化基。糖工廠中，該等消耗之顆粒碳及骨焦炭藉由在受限之氧氣壓下，分別在約1800°F及1100°F燒除該吸附之色素及其它有機(jī)物而熱再生/再活化。本發(fā)明人已發(fā)展一種使用堿溶液以經(jīng)濟(jì)方式解吸附或自該等吸附劑移除色素/抗氧化基之方式，獲得濃縮之高-ORAC之強(qiáng)化抗氧化基產(chǎn)物。
由于許多色素(包含聚酚及類黃酮)帶有芳族特性，因此其易吸附在疏水性碳表面上?！泵撋被蝾伾街疗浔砻嬷?，該碳可藉水洗滌接著剩余色素/抗氧化基可使用0.5至2％氫氧化鈉溶液與以解析、溶洗或脫除。此吸附/解析現(xiàn)象更詳述于Chou及Rizzato之論述(Chung ChiChou A.E.Rizzuto，糖色素之酸性性質(zhì)，1972年蔗糖精制研究之技術(shù)會(huì)議，農(nóng)業(yè)研究服務(wù)，USAD)中。雖然在其研究中使用Amerlite XAD-2(由羅門(mén)哈斯公司制造)，但該吸附劑已知具有與碳類似之疏水性質(zhì)且依循一般吸附理論(Frank G.Carpenter，第17章，脫色作用，蔗糖參考書(shū)第11版，由James C.P.Chen編輯，John Wiley and sons出版，1985)。吸附劑如XAD-2及XAD-1150(羅門(mén)哈斯制造)具有供離子交換之最小官能基，但經(jīng)由其疏水性表面具有類似碳之優(yōu)異吸附能力。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)使用碳及其它類似吸附劑如Amerlite XAD-2、XAD-1150藉由上述吸附/解析制程從含糖溶液制備濃縮抗氧化基混合物意外地有效。對(duì)自解析程序之溶洗液中或解析/脫除之溶液中所含之該等抗氧化基混合物進(jìn)一步純化及濃縮而言，可使用呈氫態(tài)(H+態(tài))之強(qiáng)酸陽(yáng)離子(SAC)交換樹(shù)脂如Tulsion T-42MP H+以自溶洗液或解析/脫除溶液移除灰份(去灰份)包括用于溶洗之NaOH。
實(shí)例(1)XAD吸附管柱測(cè)試(a)具有最初ORAC值為54,172單位/100克干燥固體之澄清化甘蔗漿液20升在60brix及65℃泵經(jīng)填充有羅門(mén)哈斯XAD-1150作為吸附劑之2.5×60公分管柱，(b)該管柱接著以熱去離子水洗滌/脫除甜味，(c)經(jīng)水洗之管柱接著以1至2％NaOH溶液溶洗/洗滌，(d)得自上述步驟(c)之含抗氧化基之溶出液(溶洗液/解析溶液)接著通過(guò)填充有去灰化強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂(SAC)Tulsion T-42MP H+形之另一管柱，以移除溶洗液中之灰份包括NaOH，(e)得自上述步驟(d)之溶洗液濃縮獲得特別含大量抗氧化基且最終ORAC值為1.26百萬(wàn)/100克干燥固體之機(jī)能性食品。
需注意由該等測(cè)試發(fā)現(xiàn)藉由此吸附/解析制程產(chǎn)生之抗氧化基濃度增加23.2倍。
(2)顆?；钚蕴?GAC)管柱測(cè)試(a)具有最初ORAC值為54,172單位/100克干燥固體之澄清化甘蔗漿液20升在60brix及65℃泵經(jīng)填充有顆?；钚蕴?GAC)之2.5×60公分管柱，(b)該管柱接著以熱去離子水洗滌/脫除甜味，(c)經(jīng)水洗之管柱接著以1至2％NaOH溶液溶洗/洗滌，(d)得自上述步驟(c)之含抗氧化基之溶出液(溶洗液/解析/脫除溶液)接著通過(guò)填充有去灰化強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂(SAC)Tulsion T-42MP H+形之另一管柱，以移除溶洗液中之灰份包括NaOH，(e)得自上述步驟(d)之溶洗液濃縮獲得高抗氧化基最終ORAC值為64,230/100克干燥固體之機(jī)能性食品。使用顆?；钚蕴嘉絼┲?解析制程仍可生產(chǎn)高抗氧化基產(chǎn)品。
(3)顆?；钚蕴?GAC)批次測(cè)試(a)具有最初ORAC為5,755單位之30brix“C”糖蜜在80℃與顆?；钚蕴?GAC)混合2小時(shí)，(b)過(guò)濾糖溶液后，碳先以熱水洗滌/去甜味，(c)經(jīng)洗滌之碳接著與氫氧化鈉溶液在pH9混合2小時(shí)以自碳表面解析/脫除抗氧化基接著過(guò)濾。濾液具有18,036單位/100克干燥固體之強(qiáng)化ORAC及與”C”糖蜜相同之純度50％。
(4)上述(3)重復(fù)測(cè)試獲得產(chǎn)品具有18,436單位之ORAC相當(dāng)于測(cè)試(3)之18,036單位之ORAC。(E)離子交換樹(shù)脂脫色及再生法。糖類加工中，耗盡顏色交換能力之離子交換樹(shù)脂用約8％氯化鈉及0.5％氫氧化鈉水溶液(再生液)再活化/再生。交換在樹(shù)脂上之約90％色素解析于再生液中濃縮。若使用奈米膜制程或強(qiáng)酸陽(yáng)離子(SAC)樹(shù)脂而自色素/抗氧化基分離/移除氯化鈉、氫氧化鈉及其它灰份，則此再生液為抗氧化基之良好來(lái)源。
實(shí)例具有最初ORAC值為4,186之60純度”B”糖蜜在65brix及80℃通過(guò)離子交換樹(shù)脂。樹(shù)脂以色素/抗氧化基耗盡后，樹(shù)脂以熱水洗滌去甜后，接著以苛性食鹽溶液溶洗，而解析及脫除色素/抗氧化基。含抗氧化基之該苛性食鹽溶液(再生液)在”B”糖蜜之相同60％純度下之ORAC值為16,744，抗氧化基濃度增加4倍。此抗氧化基混合物可在藉奈米膜過(guò)濾或藉前述之強(qiáng)酸陽(yáng)離子(SAC)去灰份樹(shù)脂而進(jìn)一步純化/濃縮。
(F)交叉流經(jīng)相切(cross flow tangential)超膜-及奈米膜過(guò)濾制程為自糖類加工液流中制造高ORAC食品之另一良好方法。交叉流經(jīng)相切超膜過(guò)濾廣泛用于專業(yè)產(chǎn)品制造之玉米工業(yè)。該制程之理論及操作可見(jiàn)于Mumir Chervan之超過(guò)濾參考書(shū)中(Mumir Chervan，超過(guò)濾參考書(shū)，Technomic出版公司，蘭卡斯特，賓州，1986)。膜過(guò)濾之定義為自流體液流中分離兩種或多種成分之方法。分離程度視成分顆?；蚍肿哟笮?或分子量)及膜孔徑而定。許多供貨商供應(yīng)一系列具有各種分子量截取限制之膜。例如，Koch膜系統(tǒng)K-131具有分子量(MW)截取限制為MW＝10,000。分子量高于10,000之大部分抗氧化基將留在該留滯側(cè)并濃縮。蔗糖(MW＝342)、葡萄糖、果糖及無(wú)機(jī)灰份將通過(guò)該膜成為穿透液流。K-328、MPF-36及MPF-34膜之分子量截取限制分別為5000、1000及200?？蛇x擇膜類型以達(dá)到所需之分離標(biāo)的。留滯物中抗氧化基濃度液可藉膜分離制程之濃度因子加以控制。1X之濃度因子代表50％回收，10X之濃度因子代表90％回收。
實(shí)例具有最初ORAC值為6,604單位之”B”糖蜜稀釋至10brix及通過(guò)分子量截取限制為50,000至100,000之UF膜。該測(cè)試在1X濃度因子獲得ORAC為6,651之強(qiáng)化抗氧化基之留滯物及在9X之濃度因子之ORAC為12,015。另一測(cè)試在9X之濃度因子獲得ORAC值為8,807單位之留滯物。雖然該等測(cè)試中，1X之濃度因子之下，留滯物之ORAC值有些增加，但顯而易見(jiàn)需要小于50,000分子量截取限制之膜才更有效地濃縮抗氧化基。
權(quán)利要求
1.一種自含糖水溶液制造強(qiáng)化抗氧化基之抗氧化機(jī)能性食品之方法，該含糖水溶液系萃取自甘蔗或甜菜，且含糖、有機(jī)及無(wú)機(jī)非糖，該方法包括以加工助劑進(jìn)行澄清法及/或一或多種下列制程結(jié)晶法/再結(jié)晶法、層析分離制程、使用吸附劑之吸附及解析、自離子交換脫色樹(shù)脂之再生、交叉流經(jīng)相切超過(guò)濾膜過(guò)濾及奈米膜過(guò)濾，而使高抗氧化基機(jī)能性食品強(qiáng)化、純化及濃縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之方法，其特征為該糖水溶液使用一或多種下列加工助劑予以澄清化石灰、蘇打灰、二氧化硫、氯化鋁及二氧化碳，而制得強(qiáng)化抗氧化基之澄清化含糖溶液作為機(jī)能性食品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之方法，其特征為該澄清化含糖溶液接著進(jìn)行蒸發(fā)及結(jié)晶制程獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之抗氧化基強(qiáng)化之機(jī)能性食品及無(wú)抗氧化基之結(jié)晶糖。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述之方法，其特征為該澄清化含糖溶液進(jìn)行層析制程，獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之抗氧化基強(qiáng)化之機(jī)能性食品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述之方法，其特征為該抗氧化基強(qiáng)化之液體產(chǎn)品進(jìn)一步進(jìn)行離子交換去灰化樹(shù)脂或奈米膜過(guò)濾，而移除灰份成分獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之低灰份之高抗氧化基強(qiáng)化之食品。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述之方法，其特征為該澄清化之含糖溶液藉由通過(guò)或與吸附劑如顆?；蚍刍?、骨焦炭及其它吸附劑如羅門(mén)哈斯XAD-系列產(chǎn)品接觸而進(jìn)行吸附制程；經(jīng)由該吸附制程吸附/留滯在吸附劑上之抗氧化基經(jīng)萃取或以堿溶液如苛性蘇打、蘇打粉溶液溶洗/脫除，獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之高抗氧化基強(qiáng)化之機(jī)能性食品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述之方法，其特征為得自吸附劑之該高抗氧化基萃取液/溶洗液進(jìn)一步接受離子交換去灰化樹(shù)脂或奈米膜過(guò)濾，以移除灰份成分，獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之低灰份高抗氧化基強(qiáng)化之機(jī)能性食品。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述之方法，其特征為該澄清化之含糖溶液藉通過(guò)或與離子交換樹(shù)脂接觸而進(jìn)行離子交換制程，接著使用含約8％氯化鈉及約1％氫氧化鈉之堿食鹽溶液使經(jīng)吸附及/或經(jīng)交換之抗氧化基再生或溶洗，獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之高抗氧化基強(qiáng)化之機(jī)能性食品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述之方法，其特征為該高抗氧化基再生劑/溶洗液進(jìn)一步進(jìn)行離子交換去灰化樹(shù)脂或奈米膜過(guò)濾，以移除灰份成分，獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之低灰份高抗氧化基強(qiáng)化之機(jī)能性食品。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述之方法，其特征為該澄清化之含糖溶液進(jìn)行超-或奈米-膜過(guò)濾，該膜之最大孔徑相當(dāng)于75,000之分子量截取限制，獲得呈稀釋?xiě)B(tài)或濃縮態(tài)或呈干燥態(tài)之高抗氧化基強(qiáng)化之食品留滯產(chǎn)品及食品透過(guò)膜產(chǎn)品。
全文摘要
一種由天然甘蔗及甜菜制備具優(yōu)異抗氧化基濃度之機(jī)能性食品之方法。所用方法包含一或多種下列制程澄清法、結(jié)晶法、層析分離制程、吸附在吸附劑上/自吸附劑解析、離子交換樹(shù)脂脫色法及再生法及超膜及奈米膜過(guò)濾法。該產(chǎn)品之抗氧化能力依照美國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)農(nóng)業(yè)研究服務(wù)部所發(fā)展之分析方法，藉ORAC(氧游離基吸收容量)單位定量。
文檔編號(hào)A23L1/09GK1484974SQ02139640
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月25日
發(fā)明者周重吉 申請(qǐng)人:周重吉