專利名稱：：糖和其他食品的制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及食品，包括低血糖指數糖產品及具有所需植物化學物質水平的其他食品的制造方法。具體說，本發(fā)明涉及糖產品的制造方法，該方法采用近紅外光譜或電導率確定糖產品是否具有所需含量分布的所需植物化學物質，例如多酚、抗氧化劑、有機酸、著色劑、多糖、礦物質、還原糖、甘蔗脂肪醇、植物固醇、中性脂類、磷脂、乳化劑、蛋白質和其他植物化學物質。
背景技術：
：對于本說明書中參考或討論的文件、法案或知識條目，這種參考或討論并不意味著承認該文件、法案或知識條目或者其任意組合在優(yōu)先權日是公眾可得的、公眾已知的、構成常規(guī)知識的一部分；或者已知與試圖解決本說明書所涉及的任何問題的嘗試相關。雖然參照甘蔗提取物或與甘蔗加工有關的工藝物料流中的多酚、抗氧化劑、有機酸、著色劑、多糖、礦物質、還原糖、甘蔗脂肪醇、植物固醇、中性脂類、磷脂、乳化劑、蛋白質的含量分布描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此，而是包括甜菜糖提取物和甜菜糖工藝物料流。近紅外光譜(NIR)光譜學是基于化學物質對特定波長的電磁輻射的影響來鑒定化合物的科學。近紅外光譜(NIR)是基于在電磁波譜的近紅外部分，即400-2500nm，具有一定波長的輻射吸收的分析。電導率(EC)電導率(EC)可評價溶液中溶解的鹽的總量(TDS)，或溶解離子的總量。EC以微西門子/厘米(PS/cm)表示，采用由兩個金屬電極構成的傳感器記錄。甘蔗精制機械收獲之后，將甘蔗轉移至磨坊，在鋸齒狀的輥之間碾壓粉碎。然后對粉碎的甘蔗加壓以提取原糖汁，而甘蔗渣(剩余的纖維材料)可用作燃料。然后，將原汁加熱至沸點以提取任何雜質，然后加入石灰和漂白劑，去除研磨濾泥。將原汁在真空下進一步加熱至濃縮并提高白利糖度。濃縮糖漿種晶以產生疏松糖結晶和稱為糖蜜的稠厚糖漿。將兩者離心分離，收集糖蜜廢料用作低級動物飼料。該工藝的流程圖如下所示。4糖精制工藝產生大量產品，包括原汁、甘蔗渣、研磨濾泥、澄清糖汁等。上述工藝產生的疏松糖結晶進一步精制以產生許多市售可得的糖產品。例如，進一步精制可包括將疏松糖結晶與熱濃縮糖漿混合以軟化結晶上的外包衣。然后離心回收結晶，隨后溶解在熱水中。這種糖液體通過碳酸化或磷酸化處理、過濾、脫色進一步純化，然后用細糖結晶種晶。一旦結晶長到所要求的大小，通過離心沉淀、離心從糖漿分離結晶，然后干燥、分級并包裝。從糖液體回收糖結晶可能重復幾次?；厥樟怂械奶墙Y晶之后留下的暗色糖漿也稱為糖蜜。糖組合物甘蔗產品和廢料的組成復雜且變化很大一原則上化學組成由甘蔗的地理來源、甘蔗品種和加工方法所決定。糖蜜和糖精制工藝的其他產品，例如糖研磨濾泥、田間廢棄物/絲狀的(fibrated)甘蔗頭、甘蔗皮(canestripping)和甘蔗渣/漿是復雜的物質混合物。糖蜜和其他稠厚糖漿及糖汁通常包含脂質、磷脂、蛋白質、類黃酮、黃酮、多酚、植物固醇、寡糖、多糖、肽和蛋白質、礦物質、有機酸以及單糖和二糖。有益的糖組分美國專利申請2003198694揭示，甘蔗和甜菜中存在對人體健康有益的抗氧化組分。這些抗氧化劑包括多酚和類黃酮，可用于制造功能性食品。這些提取物可用于旨在降低血糖指數(GI)的配制方案。GI是根據含碳水化合物食物在體內提高血糖水平的速度進行分級的系統(tǒng)。GI值較高的食物能較快地提高血糖，對血糖控制的益處小于較低GI的食物。例如，國際專利申請W02005/117608揭示了通過提高抗氧化劑含量來降低食物GI的方法。這通常通過以下方式實現(xiàn)將甘蔗生產廢料和工藝過程中的產物或其他碳水化合物的提取物加入目前可得的高度精制的蔗糖產物中。多酚(或酚類物質)是一類在甘蔗中存在的化合物，其特征是具有酚環(huán)結構和兩個或更多個酚羥基。存在至少8000種經鑒定的多酚，分為許多亞類，例如花青素和兒茶素。天然多酚可以是簡單分子如酚酸，或是高度聚合的大分子化合物如丹寧。共軛形式的多酚是最常見的，包含與酚環(huán)結構相連的各種糖分子、有機酸和脂質(脂肪)。這種共軛的化學結構造成各種多酚不同的化學分類以及作用模式和健康性質方面的差異。認為甘蔗中存在的多酚具有許多健康益處。過去，鑒定甘蔗或甜菜提取物或者糖加工物料中所需物質(例如多酚)的含量分布相對較難，需要大量濕化學和光譜技術。這主要是因為糖中存在大量植物化學物質并且其結構變化大，導致有意義的定性和大量分析變得非常困難。圖1-3示出了采用高壓液相色譜(HPLC)鑒定不同品種的甘蔗中植物化學物質含量的差異。正是這種天然差異導致產生包含一致水平的植物化學物質的糖產物變得困難。因此，需要能夠更加常規(guī)地測定糖產物中這些植物化學物質水平的方法，尤其是在該植物化學物質水平與特定功能相關的情況。發(fā)明_既述已發(fā)現(xiàn)，可采用NIR快速定量和定性檢測諸如多酚、抗氧化劑、有機酸、著色劑、多糖、礦物質、還原糖、甘蔗脂肪醇、植物固醇、中性脂類、磷脂、乳化劑、蛋白質和其他植物化學物質等物質，這些物質可用于鑒定糖、糖提取物、糖加工料或廢料(包括糖汁、甘蔗渣、糖蜜、研磨濾泥、發(fā)酵時預留的酵母泡沫(dimder)、皮等)中所需的組成含量分布。根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種生產具有所需水平的特定植物化學物質的糖產品的方法，該方法包括以下步驟(a)制備初步的糖產品；(b)采用近紅外光譜分析步驟(a)的初步的糖產品中的植物化學物質含量分布；(c)將步驟(b)的含量分布與植物化學物質的參比含量分布進行比較；和(di)需要時，處理初步的糖產品以實現(xiàn)具有所需水平的特定植物化學物質的最終糖產品；或者可選地，(dii)需要時，改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的特定植物化學物質的初步的糖產品。優(yōu)選地，該方法能夠快速鑒定富含一定水平的多酚、抗氧化劑、有機酸、著色劑、多糖、可溶性纖維、不溶性纖維、礦物質、還原糖、甘蔗脂肪醇、植物固醇、中性脂類、磷脂、乳化劑、蛋白質或其他植物化學物質的糖，這些物質中的每一種在類型和含量方面都是所需的。本文所用術語“糖產品”包括糖、甘蔗提取物、糖加工料或廢料提取物以及它們的混合物。本發(fā)明方法尤其適用于制造低GI的糖。在一個實施方式中，初步的糖產品是標準晶狀原糖或研磨的白糖產品(來自甘蔗或甜菜)。然后用NIR分析這種初步的糖產品以確定每一種所需的植物化學物質是否足以使糖具有低GI值。如果所需的植物化學物質的含量不夠，則用糖蜜提取物(例如，國際專利申請W02005/117608和PCT/AU2007/001382所公開的提取物)噴涂初步的糖產品進行處理以提高所需植物化學物質的水平并降低GI特征以形成低GI的糖。如果初步的糖產品具有所需的含量分布，則在步驟(d)中無需處理。該方法也可用于制備具有許多不同的植物化學物質水平含量分布的糖產品以提供具有特定功能的食品。例如，具有高水平抗氧化劑的糖產品可用于針對氧化損害相關條件的食品。具有高水平纖維的糖產品是另一種可選形式。這種纖維可包括可溶性和不溶性纖維，例如但不限于纖維素、半纖維素和果糖-寡糖。國際專利申請PCT/AU2007/001382揭示了可用于制備步驟(d)中使用的合適的提取物以實現(xiàn)所需植物化學物質含量分布的方法。步驟(a)中初步的糖產品的制備可以通過本領域技術人員已知的任何方法進行。通常，可采用標準糖研磨和精制方法制造初步的糖產品。優(yōu)選地，初步的糖產品的制造可設6計成能使基礎糖產品具有所需的植物化學物質含量分布的可能性最大化。在一個優(yōu)選的實施方式中，初步的糖產品的制造包括加入洗煉糖漿或糖蜜提取物以提高所需的植物化學物質的水平。然而，制備糖的原料的組成常常根據農作物而有所不同，因此仍然需要分析每一批次。NIR分析可以在線或離線進行。通常，當采用本發(fā)明第一方面的方法結合在線糖加工物料時，掃描頭安裝在鄰近連續(xù)的加工物料流。對于離線測量，通常由糖加工物料手動采集樣品，然后在實驗室或類似設施中進行NIR測量。優(yōu)選地，NIR分析在線進行。通常，步驟(b)中的NIR分析包括(i)將掃描頭安裝到鄰近提取物(離線)或加工物料(在線)，掃描頭包括遠程光源以及反射光聚集和傳輸裝置；(ii)利用近紅外光譜的單色器將反射光解析成離散波長的光；(iii)登錄包含參比校準方程的數據庫，該方程將離散波長吸收特性與每種感興趣物質的定量存在相關聯(lián)；(iv)應用所得提取物或加工物料的圖譜的校準方程，利用計算機產生每種感興趣物質的含量分布，和(v)將所產生的含量分布與儲存在數據庫中的所需含量分布參數進行比較以鑒定一種或多種物質的所需含量分布。步驟(di)中初步的糖產品的處理可通過任何已知方法進行。通常，步驟(b)和(c)包括使用計算機，該計算機經編程以指導噴涂裝置將物質噴涂到初步的糖產品上以提高所需物質的含量。通常，步驟(di)中的處理包括在初步的糖產品上噴涂富含許多單獨或混合的化合物如多酚、抗氧化劑、有機酸、著色劑、多糖、可溶性纖維、不溶性纖維、礦物質、還原糖、甘蔗脂肪醇、植物固醇、中性脂類、磷脂、乳化劑或蛋白質的甘蔗提取物。適用于這種處理的合適的甘蔗提取物在諸如國際專利申請W02005/117608和PCT/AU2007/001382中描述。在步驟(dii)中用手動或自動反饋環(huán)路改變初步的糖產品的制備將涉及本領域技術人員已知的操控方法。這種方法包括操控加工參數，加入化學物質或者在工藝中弓丨入一種或多種物理方法，例如溶劑萃取、尺寸排阻加工或者離子交換色譜。優(yōu)選地，初步的糖制造工藝包括將植物化學提取物在任何方便的階段加入工藝中，例如在離心或螺旋輸送機階段。在優(yōu)選實施方式中，來自糖加工物料的糖漿或粉末可應用于糖加工過程。通常，離開干燥器后對最終原糖(之前經多酚糖漿噴霧處理)的NIR分析結果可用作工藝控制工具以調節(jié)加入曲格(fugal)或螺旋輸送機階段糖漿的量(百分比)以實現(xiàn)特定植物化學物質所需的水平。植物化學物質理想的含量分布將取決于指定用途、所需抗氧化劑效能、遞送方式(即如何將衍生物最終摻入食品或飲品或藥品中進行遞送以及摻入何種食品或飲品或藥品中)、指定的治療用途以及本領域技術人員已知的其他因素，等等。在最終糖產品是低GI糖產品的優(yōu)選實施方式中，測得理想的含量分布包括一種或多種下表所示含量的以下物質7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在上表中，CE表示兒茶素當量，GAE表示沒食子酸當量，ICUMSA表示通用糖分析方法的國際委員會。更優(yōu)選地，低GI糖產品具有下表所示特定礦物質的含量分布<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明的原則可用于快速定量和定性檢測除糖之外載體上的植物化學物質水平和利用除甘蔗之外的植物化學物質來源。根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種食品制造方法，該方法包括(a)制備基礎植物化學載體；(b)采用近紅外光譜分析該基礎植物化學載體；(c)將步驟(b)的含量分布與參比含量分布進行比較；和(di)需要時，處理基礎植物化學載體以實現(xiàn)具有所需水平的植物化學物質的食品或者可選地，(dii)需要時，改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的特定植物化學物質的基礎植物化學載體?；A植物化學載體可選自纖維(不溶性來源如甘蔗渣和可溶性來源)、面粉、谷類、乳制品和其他食品。步驟(a)的制備步驟和/或步驟(di)的處理步驟通常包括利用各種施加工藝將植物化學物質加入載體，這些工藝包括但不限于噴涂和團聚，從而在最終的食品中提供所需的功能。根據最終的食品應用，也可將乳化劑或增溶化合物摻入基礎植物化學載體中以助于植物化學物質在食品基質中的溶解，在糖/纖維復合物的消費和分散后遞送到胃腸道內，或改善所添加的化合物的生物利用度。典型來源包括但不限于可可豆和可可加工副產物，茶和茶加工廢物料，可可豆莢殼和外殼，咖啡豆，咖啡廢料，葡萄渣(grapepomice)，谷類(例如大麥、蕎麥、玉米、黍、燕麥、稻谷、黑麥、高粱、小麥)，豆類(例如大豆和豆類植物)，堅果類(例如杏仁、檳榔、腰果、榛子、花生、山核桃、核桃)，油料種子(例如油菜籽、芥花籽、大豆、琉璃苣，棉籽，月見草、亞麻子、芝麻、向日葵、橄欖油、棕櫚油、米糠油)，果實類(例如漿果、核果、梨果、熱帶水果)，蔬菜類(例如胡蘿卜、洋蔥、荷蘭防風草、馬鈴薯、甜菜根、甘薯、蘆筍、芹菜、菊苣、萵苣、菠菜、酪梨、番茄、胡椒)，飲料類(例如茶、咖啡、可可、啤酒、葡萄酒、蘋果酒)和草本植物(例如紫錐花屬(Echinacea)、人參、銀杏、金絲桃(StJohn’sWort)、纈草、卡法根、沙巴棕、黑升麻(blackcohosh)、勾果草(Devil，sClaw)、白毛茛、山楂、姜、甘草、水飛雉)。根據本發(fā)明的第三方面，提供了一種生產甘蔗提取物的方法，該方法包括(a)制備第一甘蔗提取物；(b)采用近紅外光譜分析該第一甘蔗提取物；(c)將步驟(b)的含量分布與參比含量分布進行比較；和(di)需要時用進一步的提取工藝處理該第一甘蔗提取物以實現(xiàn)所需的植物化學物質水平；或者可選地，(dii)需要時，改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的植物化學物質的甘蔗提取物。已經在電導率(EC)和多酚含量之間建立關聯(lián)，可用于在線或離線測量糖、甘蔗、甘蔗提取物以及來自糖加工物料或廢物料中的多酚水平，如國際專利申請W02005/117608和PCT/AU2007/001382中所述(包括汁、甘蔗渣、糖蜜、研磨濾泥、酵母泡沫、皮、洗煉糖漿寸Jo根據本發(fā)明的第四方面，提供了一種生產甘蔗提取物的方法，該方法包括(a)制備第一甘蔗提取物；(b)利用電導率分析該第一甘蔗提取物；(c)將步驟(b)的數值與參比數值進行比較；和(di)需要時用進一步的提取工藝處理該第一甘蔗提取物以實現(xiàn)所需的植物化學物質水平；或者可選地，(dii)需要時，改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的植物化學物質的甘蔗提取物。甘蔗提取物及其生產方法是本領域技術人員已知的。提取物及其制備方法的例子在國際專利申請W02005/117608和PCT/AU2007/001382中描述。改變提取物獲取方法可改變提取物中植物化學物質的含量分布，本發(fā)明第二方面的方法能夠快速鑒定所需水平，因而能夠在加入提取物時控制下游產物的數量和性質。提取物可源自任何甘蔗加工產物，包括甘蔗研磨工藝、甘蔗制糖的精制工藝以及使用甘蔗產物的其他工藝，例如由糖蜜制造乙醇作為甜酒生產的一部分。提取物可源自原料、工藝期間的產物、副產物、最終產物和廢物料。例如，源自甘蔗的產品可以是甘蔗原汁進料、澄清甘蔗汁和濃縮甘蔗汁糖漿、廢蜜、糖蜜(由初級煉糖廠或精煉廠獲得)、金色糖漿、紅糖、甘蔗渣、生物酵母泡沫(biodimder)、田間廢棄物、生長頭、果肉、甘蔗皮、髓和研磨濾泥。優(yōu)選地，提取物源自糖蜜。在一個優(yōu)選的實施方式中，甘蔗提取物中的多酚選自對-香豆酸、阿魏酸、丁香酸、咖啡酸、綠原酸、㈠表兒茶素、芹菜素、⑴兒茶素、槲皮素、地奧司明(diosmin)、蘆丁以及它們的混合物。甘蔗提取物可包含一些碳水化合物，這些碳水化合物能夠在改善口味的同時保留甘蔗提取物的GI降低特征。通常，提取物包含單糖、二糖、寡糖以及可溶性和不溶性多糖之類的碳水化合物。提取物也可包含源自單糖、二糖、三糖和寡糖的木聚糖，例如木二糖(xylobiose)、木三糖(xylotriose)和木糖。提取物可包含具有GI升高特性的碳水化合物，例如蔗糖和葡萄糖。然而，提取物中升高GI的碳水化合物的含量整體上不足以顯著抵消提取物的GI降低特性。并且，提取物可包含一些能夠維持其應用價值，例如機體組成重新分布的碳水化合物，如國際專利申請PCT/AU2006/000769所述。甘蔗提取物可包含礦物質，包括礦物質絡合物。通常，礦物質選自鎂、鉀、鐵、錳、鋁、鋅、鈣、鈉及其混合物?？梢源嬖诘钠渌V物質包括陰離子如硝酸根、磷酸根、硫酸根和氣罔子。甘蔗提取物可包含有機酸。通常，有機酸選自順_烏頭酸、檸檬酸、磷酸、葡糖酸、蘋果酸、反-烏頭酸、琥珀酸、乳酸以及它們的混合物。提取物可以糖漿形式使用，作為甘蔗或甜菜精制白糖中的添加劑，以遞送正確范圍的植物化學物質，使精制糖變成低GI糖。煉糖過程中的各種工藝物料如洗煉糖漿，或者其他來自離子交換柱或活性炭柱的洗滌液也可以在精制工藝期間用于調節(jié)糖中植物化學物質的水平以產生低GI糖。在一些情況下，根據甘蔗品種和生產工藝，不必在糖產品中加入額外的植物化學物質來制備低GI糖。本發(fā)明方法所得產品的用途本發(fā)明方法可用于提供經濟實用并且適用于多種用途的新產品。本發(fā)明方法所得產品可通過以下技術直接并且無需進一步的修飾即可摻入食品、營養(yǎng)品或飲品中，這些技術包括混合、輸注、注射、摻混、分散、碾揉(conching)、乳化、浸漬、噴射、團聚和捏合?；蛘?，該產品可以在攝取之前由消費者直接施加到食品或食品基質上或者施加到飲品中。本文所用術語“食品”、“食物”或“食用產品”包括任何可食用的產品，例如但不限于糖果，補充劑，小吃(甜食和開胃菜)，含可可和咖啡的食品，調味料，飲料(包括速食飲料、預混物)，動物健康和營養(yǎng)中使用的飲食補充劑和包含補充劑的制劑，乳制品，例如牛奶、酸奶酪、冰淇淋、烘焙產物和食品調味品。本發(fā)明產品可摻入食品、飲品和營養(yǎng)品中，包括但不限于乳制品-例如乳酪、黃油、牛奶和其他乳飲料、醬(spreads)和乳混合物、冰淇淋和酸乳酪；基于脂肪的產品-例如人造奶油、醬、蛋黃醬、起酥油、烹飪和煎炸油以及裝飾料；基于谷物的產品_包括谷物(例如，面包和面制食品(pastas))，不論這些物質是烹飪、烘焙或是以其他方式加工；糖果-例如巧克力、蜜餞、口香糖、甜點、非乳面飾、果汁凍(sorbets)、冰霜和其他填料；腸和胃腸外產品，運動營養(yǎng)產品，包括粉末、預混物、汁液、能量棒、等滲飲料和明膠、淀粉基或果膠凝膠凍。飲品_不論是熱飲還是冷飲(咖啡、茶、可可、谷類、菊苣和其他基于植物提取物的飲品)、酒精或非酒精飲品，包括可樂和其他軟飲料、果汁飲料、飲食補充劑、速食預混物和膳食替代飲品；和混合產品_包括蛋和蛋產品、加工食品如湯、預先制備的面食制品。低GI食品在一個尤其優(yōu)選的應用中，本發(fā)明方法可用于生產旨在降低GI的方案的產品。本發(fā)明方法可用于制備低GI產品，例如國際專利申請W005/117608所述，同時具有特定植物化學物質含量的額外效果。對于低GI產品，優(yōu)選葡萄糖水平低?？衫孟咸烟堑拿?例如葡萄糖氧化酶(GO))來降低甘蔗提取物產品的葡萄糖含量。本領域技術人員已知，葡萄糖氧化酶和催化酶的組合通常用于確保去除所有產生的過氧化氫，然后通過GO消耗產生的氧來進一步降低葡萄糖水平。本發(fā)明方法也可結合任何其他方法以減少可能重新?lián)饺肷a過程的葡萄糖和其他產品以降低糖產品的GI。這些方法包括但不限于在超濾和離子交換過程之前、期間或之后進行發(fā)酵，或通過其他化學反應和/或熱反應促進葡萄糖消耗。本發(fā)明方法也可用于制備適用于國際專利申請PCT/AU2006/00076所述方法和產品的廣品。附圖簡要說明圖A示出可用于實施根據本發(fā)明一個實施方式的方法的NIR系統(tǒng)。圖1顯示了第一甘蔗品種HPLC測得的植物化學物質組成。圖2顯示了第二甘蔗品種HPLC測得的植物化學物質組成。圖3顯示了第三甘蔗品種HPLC測得的植物化學物質組成。圖4顯示了實施例2所述各種糖相對電導率與多酚(兒茶素當量)結果。圖5顯示了實施例2所述各種糖相對色數與多酚(兒茶素當量)結果。圖6顯示了實施例2中兒茶素與電導率結果的統(tǒng)計學相關性。圖7顯示了實施例2中兒茶素當量與色數結果的統(tǒng)計學相關性。圖8顯示了實施例3的糖中Pol(蔗糖)％的NIR校準曲線。圖9顯示了實施例3的糖中水分％的肌1校準曲線。圖10顯示了實施例3的糖中灰分％的肌1校準曲線。圖11顯示了實施例3的糖色數NIR校準曲線。圖12顯示了實施例3中還原糖(Lane和Eynon方法)的NIR校準曲線。圖13顯示了實施例3的糖中導電性灰分的NIR校準曲線。圖14顯示了實施例3中細粒(小于600微米的質量百分比)的NIR校準曲線。圖15顯示了實施例3中總酚類的NIR校準曲線。圖16顯示了實施例3中反-烏頭酸的NIR校準曲線。圖17顯示了實施例3中抗氧化劑效能的NIR校準曲線。圖18顯示了實施例3中糖電導率的NIR校準曲線。圖19顯示了實施例3的糖中葡萄糖％的肌1校準曲線。圖20顯示了實施例3的糖中果糖％的肌1校準曲線。圖21顯示了實施例3的糖中鈣的NIR校準曲線。圖22顯示了實施例3的糖中鎂的NIR校準曲線。圖23顯示了實施例3的糖中鈉的NIR校準曲線。圖24顯示了實施例3的糖中鉀的NIR校準曲線。圖25顯示了實施例3的糖中鐵的NIR校準曲線。圖26顯示了實施例3的糖中鋁的NIR校準曲線。圖27顯示了實施例3的糖中錳的NIR校準曲線。圖28顯示了實施例3的糖中鋅的NIR校準曲線。圖29顯示了實施例3的糖中氯離子的NIR校準曲線。圖30顯示了實施例3的糖中硫酸根的NIR校準曲線。圖31顯示了實施例3的糖中磷酸根的NIR校準曲線。圖32顯示了實施例3中糖濾過性的NIR校準曲線。圖33顯示了實施例3的NIR校準統(tǒng)計學數據。具體實施例近紅外光譜近紅外光譜提供了一種產物屬性的快速測量方式。澳大利亞糖工業(yè)研究組織BSES有限公司(BSES)過去已采用NIR技術來開發(fā)能夠直接、實時分析用于支付和工藝控制目的的經加工或切碎的甘蔗的甘蔗分析系統(tǒng)(CAS)。自從首例NIR系統(tǒng)在澳大利亞的實現(xiàn)，BSES已開發(fā)了大量數據庫，將這些校準方程用于不同研磨和生長區(qū)(StauntonS.P.，LethbridgeP.J.,GrimleyS.C.,StreamerR.ff.,RogersJ.,MacintoshD.L.,近紅夕卜HHttl^t線分(Onlinecaneanalysisbynearinfra-redspectroscopy).Proc.Aust.Soc.SugarCaneTechnol.1999；21:20_27)和用于諸如糖和甘蔗漁等其他底物中(StauntonS.P.&WardropK.，采用NIR光譜開發(fā)在線甘蔗渣分析系統(tǒng)(DevelopmentofanonlinebagasseanalysissystemusingNIRspectroscopy).InternationalSugar12Journal,2007,109:482_488)。然而，過去沒有證據表明NIR光譜和甘蔗或糖的多酚含量之間存在關聯(lián)。本發(fā)明包括用于在線/離線產生高抗氧化劑/低GI或官能糖的NIR系統(tǒng)。本發(fā)明中使用的糖分析系統(tǒng)(SAS)包括以下硬件和軟件。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖A是典型系統(tǒng)的示意圖。分光光度計NIR單色儀的直射光反射系統(tǒng)的掃描頭位于需要分析的加工物料的沿線或其上方。反射光通過光纖到達分光光度計，在分光光度計中光通常以2nm的步階分解成400-2500nm范圍的波長。每次樣品掃描產生波長表示的加工物料的吸收光譜。對于每個感興趣參數(例如加工物料中的纖維含量)儲存校準方程的數據庫。該信息保存適合CPU存取。數據庫還儲存了得到校準方程的光譜特征。得到每次樣品掃描的平均光譜。提取感興趣校準光譜的相關部分，計算用于掃描的測量參數。加工物料所有可接受的掃描的相關部分的結果取平均進行預測。校準可得的情況下，所得光譜可作為許多參數運用。CPU可拒絕不符合用于得到校準方程的光譜設置的光譜。適用于實現(xiàn)本發(fā)明的組成成分校準方程包括Pol(蔗糖)多酚水分礦物質糖色數(ICUMSA)有機酸還原糖抗氧化劑灰分(亞硫酸化(sulphitation))葡萄糖導電灰分果糖細粒度電導率電導率(EC)可評價溶液中溶解的鹽的總量(TDS)，或溶解離子的總量。EC以微西門子/厘米(PS/cm)表示，采用由精確間隔1.0厘米并伸入溶液中的兩個金屬電極構成的傳感器記錄。電極間施加恒壓(V)。電壓產生的電流(I)流過溶液，與溶解離子的濃度成正比，離子越多，溶液的電導率越高，得到的電流越高。蒸餾水或去離子水中溶解離子極少，幾乎沒有電流通過(低EC)。由于電流(I)隨溫度升高而升高，EC值自動校正至25°C的標準值，該數值技術上稱為比電導率。EC探針的響應時間通常較快，不到5秒即可達到滿值的98%。一些電導率探針在其電極處采用交流電以防止極化和電解，使測試中的溶液不發(fā)生積垢。探針通常具有環(huán)氧化物涂層以防止金屬電極腐蝕而明顯影響電導率讀數。因此，EC可能是在線或離線測量糖中多酚水平的簡便方法。然而，目前還沒有證據表明EC和多酚之間存在關聯(lián)。實施例現(xiàn)在將參考以下非限制性實施例闡述本發(fā)明的各種實施方式/方面。實施例1在初級煉糖廠制備低GI糖(GI在50到54之間)，采用經批準和審核的食品安全系體系轉化為食品級狀態(tài)。制備過程包括以下步驟1.在曲格中洗滌糖膏至低于要求的最終所需范圍的組合物，即低色數、低多酚水平。這可通過調節(jié)所用水量、曲格時間和G力來實現(xiàn)。對到來的甘蔗品種的組成變異，整個提取、澄清和結晶工藝中天與天之間的變異設定容差。2.在新的獨立的食品級設施中，提取糖蜜并進行純化，得到濃縮且標準化(毫克多酚/升)的多酚糖漿。采用噴霧系統(tǒng)將該糖漿(一種60-70BriX的深黃色液體)計量加入曲格中洗滌的基礎糖中。3.在連續(xù)的旋轉干燥器中根據標準操作干燥經處理洗滌的糖漿，并利用NIR技術在線或離線測量水分、多酚、色數和蔗糖水平。NIR測量裝置的數據反饋環(huán)路與曲格中的糖漿取樣/噴霧系統(tǒng)相連。這就使得能夠將正確量的步驟2的糖漿遞送到步驟1經洗滌的糖物料上，使干燥糖中最終的多酚水平為25-40毫克PP/100克糖。表1列出了低GI糖中關鍵物質的組成參數以及根據普通商業(yè)糖加工技術制備的原糖和白糖的當量參數。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>如上表所示，原糖組成存在顯著差異，結果是許多原糖缺乏生物活性的植物化學物質如多酚。光譜另一端的糖缺乏可接受的感官品質，是吸濕性的，高色數的，并且因為難以批量處理及其對最終食品的影響而不能用于商業(yè)。低GI糖的組成要求獨特，因為它們在滿足臨床性能要求(GI<55)的同時仍提供了可接受的處理、感官、色數、吸濕、結晶大小以及可單獨溶解在食品基質中。具有這些性質的低GI糖產品的例子是以商品名全膳食糖(WHOLEMEALSUGAR)或邏輯糖(LOGICANE)銷售的產品。用噴霧溶液處理經洗滌的原糖以形成低GI糖時，未觀察到結晶大小的改變，因為這種改變已經在結晶工藝期間確定了。然而，由于糖漿中的植物化學物質和蔗糖連接于已形成的結晶表面，觀察到結晶形態(tài)的細微改變。此外，由于多酚含量的升高，糖結晶的色素稍稍增加。其他功能如流動性和吸濕性不變，因為這些性質在較大程度上受水分含量的控制，而噴霧工藝后在干燥器中水分含量又是受控的。小心控制下，濃縮多酚噴霧溶液能夠遞送標準化劑量的植物化學物質，從而降低GI而不損害糖的其他理想參數。實施例2本實施例研究電導率(EC)和糖中多酚含量之間是否存在任何關聯(lián)。如果證實存在關聯(lián)，則電導率測量可代替比色方法進行在線和離線多酚評價?；瘜W物質folin-Ciocalteu反應試劑和(+)_兒茶素標準品購自密蘇里州圣路易斯的西格瑪-奧德里奇公司(Sigma-Aldrich，StLouis，M0)。碳酸鈉得自澳大利亞墨爾本的蘭伯瑟公司(Labserv，Melbourne，Australia)，3-(N-嗎啉代)-丙磺酸(MOPS)購自英國多爾塞特的BDH實驗室供應商(BDHLaboratorySupplies,Dorset,UK)。使用的所有化學物質均為分析級。樣品采集原糖樣品在標準糖制備期間得自莫斯曼中心糖廠(MossmanCentralMill，MCM)。在2天的時間內以規(guī)律的時間間隔，采用螺帽塑料瓶從最終產品傳送裝置取約100克原糖。多酚分析精確稱取40克原糖樣品置于100毫升容量瓶中。加入約40毫升蒸餾水，攪動容量瓶直到糖完全溶解，然后用蒸餾水將溶液定容至最終體積。多酚分析是基于適配Kim等的工作(2003)的Folin-Ciocalteu方法(Singleton1965)。簡言之，將50微升等分試樣的大致稀釋的原糖溶液加入測試管中，然后加入650微升蒸餾水。將50微升等分試樣的Folin-Ciocalteu反應試劑加入混合物中進行震搖。5分鐘后，混合條件下加入500微升7%Na2C03溶液。室溫下90分鐘后記錄750nm的吸光度。用兒茶素標準溶液(0_250mg/L)構建標準曲線。樣品結果以每100克原糖的毫克兒茶素當量(CE)表示。色數分析根據BSES標準分析方法33(2001)進行色數分析。簡言之，精確稱取20克原糖置于100毫升容量瓶中；加入約50毫升蒸餾水，攪動容量瓶直到糖溶解。將10毫升0.2MMOPS緩沖液(pH7)加入容量瓶中，用蒸餾水將溶液定容至最終體積。將10毫升MOPS緩沖液加入100毫升容量瓶中，用蒸餾水定容，得到參比溶液。樣品溶液和參比溶液各自用0.8微米預濾器和0.45微米的濾膜(密理博公司(Millip0re)，MillexHA)過濾。用參比溶液作為空白，在420nm測量過濾的糖溶液的吸光度。用以下公式計算ICUMSA色數ICUMSA色數=(A420/以克/毫升表示的濃度)X1000電導率測量精確稱取20克原糖樣品置于100毫升容量瓶中，用蒸餾水定容溶液。用HANNA電導率計(型號H19812-5)測量20%溶液的電導率，用HANNA1413yS/cm校準標準品標準化，結果以PS/cm表示。結果表2列出原糖電導率(PS/cm)、多酚含量(mgCE/100g)和色數評價的比較。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表3列出了原糖比色分析結果(750nm吸光度)和以mg/100g表示的兒茶素當量(CE)的計算。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>這些結果進一步在圖4-7和18中示出。由這些圖可知，樣品點均接近線性圖，各圖大致相同。結論EC、ICUMSA糖色數和多酚含量之間存在令人意外的統(tǒng)計學顯著性關聯(lián)。因此，該方法可以在含較高含量多酚的糖制備過程中用作QA/QC目的的快速在線和/或離線測量工具。該方法易于適配和整合到目前的工業(yè)方法和工藝控制系統(tǒng)中。參考文獻糖實驗站管理局(BureauofSugarExperimentStations)(BSES)2001.澳大利亞糖廠實驗手冊(LaboratoryManualforAustralianSugarMills)，第2卷，方法33，BSES布里斯班。KimD.-0.，JeongS.W.和LeeC.Y(2003).各種李培育品種的酚類植物化學物質白勺氧U^Ll容量(Antioxidantcapacityofphenolicphytochemicalsfromvariouscultivarsofplums).FoodChemistry,81,(3)321-326.Singleton,V.L.和Rossi，J.A(1965).用磷鉬酸-磷鎢酸反應試劑進行總的酚類化合物的比色測定(Colorimetryoftotalphenolicswithphosphomolybdic-phosphotungsticacidreagents).Am.J.Enol.Vitic.16,144-158.實施例3本實施例研究采用近紅外(OTR)光譜方法預測糖中多酚、有機酸和礦物質含量。然后用這些信息開發(fā)合適的NIR方法以對制造的低GI糖和多酚提取物進行在線和離線多酚評價。本實施例開發(fā)的組成方程包括多酚(例如阿魏酸feulicacid)礦物質有機酸(例如烏頭酸)抗氧化劑葡萄糖果糖該方程是專門開發(fā)用于BSES系統(tǒng)，但經改良可用于其他NIR系統(tǒng)，包括例如可以在離線環(huán)境中使用的實驗室設備。結果結果如圖8-33所示。圖中清晰可見，樣品點均接近線性圖。結論由于樣品點呈線性，r2值接近1。本實施例中圖8-34令人信服地說明統(tǒng)計學顯著性關聯(lián)，由底物NIR光譜推斷得到礦物質、碳水化合物、有機酸和多酚的濃度。因此，該方法可以在含較高含量多酚的糖制備過程中用作QA/QC目的的快速在線和/或離線測量工具。該方法易于適配和整合到目前的工業(yè)方法和工藝控制系統(tǒng)中。本說明書和權利要求書中使用的術語“包含”和“包括”并不限制本發(fā)明而排斥任何變體或添加。本領域技術人員可以容易理解本發(fā)明的修飾和改進。這些修飾和改進也包括在本發(fā)明的范圍內。權利要求一種制造具有所需水平的特定植物化學物質的糖產品的方法，該方法包括以下步驟(a)制備初步的糖產品；(b)采用選自近紅外光譜、電導率及其組合的分析方法分析步驟(a)所得初步糖產品中植物化學物質的含量分布；(c)將步驟(b)的含量分布與植物化學物質的參比含量分布進行比較；和(di)需要時，處理初步的糖產品以實現(xiàn)具有所需水平的特定植物化學物質的最終糖產品；或者可選地(dii)需要時改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的特定植物化學物質的初步的糖產品。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)的分析過程包括(i)將掃描頭安裝到鄰近提取物(離線)或加工物料(在線)，掃描頭包括遠程光源以及反射光聚集和傳輸裝置；()利用近紅外光譜的單色器將反射光解析成離散波長的光；(iii)登錄包含參比校準方程的數據庫，所述方程將離散波長吸收特性與每種感興趣物質的定量存在相關聯(lián)；(iv)應用所得提取物或加工物料的圖譜的校準方程，利用計算機產生每種感興趣物質的含量分布，和(ν)將所產生的含量分布與儲存在數據庫中的所需含量分布參數進行比較以鑒定一種或多種物質的所需含量分布。3.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述初步的糖產品選自糖、甘蔗提取物、糖加工物料或廢物料提取物以及它們的混合物。4.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括加入洗煉糖漿或糖蜜提取物以提高所需植物化學物質的水平。5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括涉及選自下組的植物化學物質的分析多酚、抗氧化劑、有機酸、著色劑、多糖、可溶性纖維、不溶性纖維、礦物質、還原糖、甘蔗脂肪醇、植物固醇、中性脂類、磷脂、乳化劑、蛋白質以及它們的混合物。6.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟(di)的處理過程包括將蔗糖提取物噴涂到所述初步的糖產品上。7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述最終的糖產品是低GI糖。8.一種食品制造方法，該方法包括(a)制備基礎植物化學載體；(b)采用近紅外光譜分析該基礎植物化學載體；(c)將步驟(b)的含量分布與參比含量分布進行比較；和(di)需要時處理所述基礎植物化學載體以實現(xiàn)具有所需水平的植物化學物質的食品；或者可選地，(dii)需要時，改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的特定植物化學物質的基礎植物化學載體。9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述基礎植物化學載體選自可溶性纖維、不溶性纖維、面粉、谷類、乳制品以及它們的混合物。10.如權利要求8或9所述的方法，其特征在于，步驟(di)和(dii)涉及用選自下組的植物化學物質來源的提取物處理所述基礎植物化學載體可可豆和可可加工副產物、茶和茶加工廢物料、可可豆莢殼和外殼、咖啡豆、咖啡廢料、葡萄渣、谷類、豆類、堅果類、油料種子、水果類、蔬菜類、飲料類、草本植物以及它們的混合物。11.一種制造甘蔗提取物的方法，該方法包括(a)制備第一甘蔗提取物；(b)采用選自近紅外光譜、電導率及其組合的分析方法分析步驟(a)所得第一甘蔗提取物中植物化學物質的含量分布；(c)將步驟(b)的數值與參比含量分布進行比較；和(di)需要時用進一步的提取工藝處理該第一甘蔗提取物以實現(xiàn)所需的植物化學物質水平；或者可選地，(dii)需要時改變步驟(a)中的制備工藝以制備具有所需水平的特定植物化學物質的甘蔗提取物。12.一種制造低GI糖產品的方法，該方法包括(a)制備選自下組的初步的糖產品標準結晶原糖、研磨白糖以及它們的混合物；(b)采用近紅外光譜分析步驟(a)初步的糖產品中的植物化學物質的含量分布；(c)將步驟(b)的含量分布與植物化學物質的參比含量分布進行比較；和(d)需要時通過用糖蜜提取物進行噴涂來處理所述初步的糖產品以實現(xiàn)具有所需水平的特定植物化學物質的最終糖產品。全文摘要提供了具有所需水平的特定植物化學物質的糖產品的制造方法，該方法包括以下步驟制備初步的糖產品；采用選自近紅外光譜、電導率及其組合的分析方法分析所述初步糖產品中植物化學物質的含量分布；比較所述含量分布；需要時處理所述初步的糖產品以實現(xiàn)具有所需水平的特定植物化學物質的最終糖產品。文檔編號C13B20/00GK101815795SQ200880110518公開日2010年8月25日申請日期2008年10月2日優(yōu)先權日2007年10月4日發(fā)明者B·J·基奇,D·坎納,M·奧謝伊申請人:地平線科技控股有限公司