詳細な説明
概要
1種または複数の成分を形成する方法が、本明細書において提供される。本方法は、バイオマスまたは原料(例えば、植物バイオマス)から1種または複数の可溶性多糖を単離するステップを含むことができる。次に、残存バイオマスを、1種または複数の酵素と接触させて、またはこれにより処理して、1種または複数のオリゴ糖を形成することができ、この1種または複数のオリゴ糖は、富化されてもよく、または単離されてもよい。さらに、バイオマスから単離された1種または複数の可溶性多糖の少なくとも一部は、1つまたは複数の濃縮または単離されたオリゴ糖の一部と一緒にされて、成分を形成することができる。
この成分のテクスチャは、一貫性があり、滑らかである。さらに、成分が甘味料および/または糖代用品として使用することができるよう、成分は、ある特定の特性を有することができる。成分の特性は、甘味、滑らかなテクスチャ、所望の口当たり、接合能、艶出し能または艶形成能、湿り気、粘度、嵩増し能および/またはカラメル化能を含むことができる。コーンシロップまたは高フルクトースコーンシロップと比較すると、成分はまた、より低カロリー、低いグリセミック指数、低い血糖負荷、繊維の豊富さおよび/または少量の糖を有することができる。
同様に、食料品、栄養補助食品および/または化粧品に配合するための成分を生成する方法であって、バイオマスに行われる1つまたは複数の事前処理ステップを含むことができる方法が、本明細書において提供される。例えば、本方法は、バイオマスに行われる、第1の事前処理ステップ、第2の事前処理ステップ、第3の事前処理ステップまたは追加の事前処理ステップを含むことができる。事前処理ステップは、指定した順序で行われてもよい。
1種または複数のオリゴ糖を生成するために使用されるバイオマスは、植物バイオマスとすることができる。植物バイオマスの例には、以下に限定されないが、サトウキビ、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ穂軸、ふすま、麦わら、広葉樹または針葉樹が含まれる。一部の場合、バイオマスは、セルロース、キチン、キトサン、キシラン、キシログルカン、混合連結グルカン、マンナンまたはリグノセルロースを含むことができる。
バイオマスは、1種または複数のオリゴ糖へと消化され得る。バイオマス消化は、酵素により行うことができる。酵素による消化は、1つまたは複数の事前処理ステップの後に行うことができる。1つまたは複数の事前処理ステップは、バイオマスのサイズを低下させるため、および/または消化に利用可能なバイオマスの表面積を増大させるために行うことができる。1つまたは複数の事前処理ステップは、1つまたは複数の洗浄ステップ、溶解ステップまたは消化前処理を含むことができる。一部の場合、1つまたは複数の事前処理ステップは、バイオマス中に存在する単糖および/または二糖を低下させるために行うことができる。一部の場合、1つまたは複数の事前処理ステップは、バイオマスから可溶性多糖フラクションを回収するために行うことができる。
1つまたは複数の事前処理ステップの間に、単糖および/または二糖は、出発原料(例えば、バイオマス)から取り出されてもよい。別の言い方をすれば、単糖および/または二糖は、1つまたは複数の事前処理ステップの間に、バイオマスから取り出してもよい。したがって、単糖および/または二糖は、1つまたは複数の事前処理ステップの完了時に、全くまたは実質的に全く生じ得ない。すなわち、事前処理したバイオマスは、単糖および/または二糖を全くまたは実質的に全く含み得ない。これは、本明細書において提供されている食料品、栄養補助食品および/または化粧品への配合のための成分を生成する方法の効率を改善することができる。例えば、単糖および/または二糖の一部は、1つまたは複数の事前処理ステップの間に、バイオマスから既に取り出されているので、成分の精製(例えば、単糖および/または二糖を取り出すため)をそれほど必要としない。具体的には、本明細書において開示されている成分を生成するための精製の間、より少ない濾過ステップまたはそれほど厳密ではない濾過ステップしか必要とし得ない。
第1の事前処理ステップ(事前処理ステップ1)は、バイオマスを物理的に処理する(例えば、バイオマスを細砕する)ことを含むことができる。第2の事前処理ステップ(事前処理ステップ2または穏やかな事前処理)は、物理的に処理したバイオマスにインキュベーションサイクルまたは洗浄サイクルを施すことを含むことができる。インキュベーションサイクルは、水溶液中に物理的に処理したバイオマス(事前処理ステップ1に由来)をインキュベートして、物理的に処理したバイオマスに由来する単糖および/または二糖を溶解することを含むことができる。インキュベーションサイクルはまた、溶解した単糖および/または二糖の一部を水溶液から取り出すことを含むことができる。一部の場合、水溶液は水を含むことができる。一部の他の場合では、インキュベーションサイクルは、約30分間~約1.5時間の期間、約25℃で行われ得る。事前処理ステップ2は、穏やかな事前処理ステップであってもよい。例えば、事前処理ステップ2の条件(例えば、溶液、温度、時間など)は、以下でさらに詳細に記載されている通り、事前処理ステップ3の条件よりも穏やかであることができる。
第3の事前処理ステップ(事前処理ステップ3または強力な事前処理)は、酸性溶液またはアルカリ溶液の1つ中で、事前処理ステップ2に由来するインキュベートしたバイオマスを処理することを含むことができる。事前処理ステップ3は、バイオマス(例えば、酵素による)の消化性を改善することができる。事前処理ステップ3はまた、バイオマスへの酵素の接近を改善することができる。様々な例では、事前処理ステップ3が、室温より高い温度(例えば、約90℃~約110℃)において、アルカリ溶液(例えば、1%w/v NaOH溶液)中で行われてもよい。さらに、事前処理ステップ3は、約30分間~1時間、所望の温度で保持されることによって行われてもよい。例えば、有効温度、この例では90℃が1時間、保持される(これは、所望の特徴に応じて変えることができる)。第3の事前処理ステップにおける溶液を保持することができる。別の言い方をすれば、処理したバイオマスを、事前処理ステップから以下でさらに詳細に記載する事前処理ステップ後のステップに移動させる際に、溶液を廃棄しなくてもよい。一部の場合、事前処理ステップ3は、熱化学処理を含んでもよい。すなわち、事前処理ステップ3は、酸性溶液またはアルカリ溶液中で行われてもよく、かつ/または事前処理ステップ3は、室温より高い温度で行われてもよい。
様々な例では、1つまたは複数の事前処理ステップ後、ヒトの飲食のための成分を生成する方法は、溶液または懸濁液中で、1種または複数の多糖切断酵素および事前処理ステップ3に由来するバイオマスを接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップを含むことができる。本方法は、溶液または懸濁液を濃縮して、1種または複数のオリゴ糖の濃度を向上させ、成分(例えば、ヒトの飲食のための成分)を形成するステップをさらに含んでもよい。
事前処理ステップにより、いくつかの他の方法に比べて、本方法の効率が向上することがある。それほど費用のかからない下流の加工しか必要とし得ない限り、効率は改善され得る。一部の場合、下流の加工は、事前処理したバイオマスから単糖および/または二糖を取り出すステップを含むことができる。一部の実施形態では、例えば、酵素消化によって生成する中間溶液またはフラクションから、二糖だけを取り出すことは困難となり得る。したがって、事前処理ステップの間に、二糖を取り出すことが一層、効果的となり得る。
下流での加工のステップは、イオン交換クロマトグラフィー、限外濾過、マイクロ濾過、ナノ濾過などを含むことができる。ナノ濾過ステップの役割の一部は、オリゴ糖混合物から過剰の単糖を除去することとすることができる。このナノ濾過は、所望の単糖レベルに到達するために複数回、行われてもよい。事前処理されたバイオマス(例えば、単糖は、洗浄またはインキュベーションによって取り出されている)中に単糖がほとんど存在しない場合、このようなナノ濾過ステップの回数を低減することができる。さらに、限外濾過は、一般に、所望の二糖(例えば、セロビオース)および望ましくない二糖を区別することはできない。したがって、事前処理の間の望ましくない二糖を取り出すステップ、および酵素処理ステップの間に所望の二糖を生成するステップにより、下流の処理の間に含まれるステップまたは必要なステップの数がやはり低減され得る。
本発明の様々な実施形態が、本明細書に示されて、記載されているが、このような実施形態が単なる例として提示されていることは、当業者に明白である。本発明から逸脱することなく、多数の変形、変更および置き換えが、当業者に思いつくことができる。本明細書に記載されている本発明の実施形態への様々な代替を使用することができることを理解すべきである。
本明細書および特許請求の範囲において使用する場合、単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が特に明白に示さない限り、複数の参照物を含む。例えば、用語「試料」は、それらの混合物を含めた、複数の試料を含む。
用語「約」は、本明細書で使用する場合、1標準偏差以内、または1標準偏差より大きいことを意味することができる。代替的に、約は、所与の値の最大で10%、最大で5%または最大で1%の範囲を意味することができる。例えば、約は、所与の値の、最大で±10%、±9%、±8%、±7%、±6%、±5%、±4%、±3%、±2%または±1%を意味することができる。
本明細書で使用する場合、「食物」および「食料品」は、一般に、ヒトによってまたは任意の他の動物によって飲食され得る、飲食が予定されている任意の物品を指す。それは、食物、飼料、飲料または上記のいずれかの生成に使用される成分とすることができる。
本明細書で使用する場合、「栄養補助食品」とは、一般に、ヒトまたは他の動物への栄養を供給するために、摂取、注射、吸収または任意の他の方法に関わらずそれらによって、ヒトまたは他の動物に導入される任意の組成物を指す。このような栄養補助食品の使用物は、食物繊維が添加された飲料、プレバイオティクス添加物、丸剤もしくは他のカプセル剤、または任意の他の好適な使用物の形態をとってもよい。
本明細書で使用する場合、「化粧品」とは、その審美的訴求点を増大するため、または審美的訴求点の将来的な喪失を予防するため、ヒトまたは他の動物に使用することが意図されている任意の組成物、および化粧品として一般的な業界用語において知られている任意の他の組成物を一般に指す。審美的訴求点は、見た目の審美に限定されないが、質感での訴求点または任意の他の訴求点にもやはり該当する。化粧品は、マスカラ、ファンデーション、リップグロス、アイシャドウ、アイライナー、プライマー、口紅、頬紅、マニキュア、ブロンザー、または任意の他のメーキャップ品;シャンプー、コンディショナー、スタイリングムース、スタイリングジェル、ヘアスプレー、染髪剤、毛髪用ワックスまたは任意の他の毛髪製品;保湿剤、角質除去剤、日焼け止めクリーム、クレンザー、歯磨き粉、クリーム、ローション、軟膏、またはある審美的な方法で歯、皮膚、毛髪もしくは身体の他の部分の修復に有効な任意の他の組成物とすることができる。さらに、化粧品は、フェイスマスク、ブラシ、ヘアローラ、他のスタイリング用デバイス、他の固形構造体または任意の他の好適な組成物の構成成分として使用される組成物とすることができる。
本明細書で使用する場合、「成分」とは、食料品、化粧品または栄養補助食品製品に配合するのに好適な任意の組成物であって、製品それ自体として直接使用されるものを含むことができる、組成物を一般に指す。成分は、「乾燥している」または「液体」と具体的に称されない限り、乾燥成分または液体成分とすることができる。これは、任意のさらなる精製、最適化、乾燥、溶解または任意の他のこのようなステップの前に、1種または複数のオリゴ糖と1種または複数の可溶性多糖とを一緒にした後に形成される組成物などの、本開示の方法の間の中間物と見なすことができる組成物を含み、本方法から得られた最終組成物を含む。
本明細書で使用する場合、「多糖」とは、約20の残基より長い任意の長さの糖ポリマーを一般に指す。多糖は、高次分岐状、軽度分岐状または非分岐状であってもよい。多糖は、任意に組み合わされた任意の様式のグリコシド結合;例えばα連結基またはβ連結基の任意の数;およびグルコース、グルコサミン、マンノース、キシロース、ガラクトース、フコース、フルクトース、グルクロン酸、アラビノースまたはそれらの誘導体(アセチル基または他の基により修飾されている上記のモノマーの任意の組合せなど)などのモノマータイプの任意の組合せを含むことができる。多糖は、セルロースポリマーまたはヘミセルロースポリマーであってもよい。想定されるヘミセルロースポリマーには、キシラン、グルクロノキシラン、アラビノキシラン、グルコマンナンおよびキシログルカンが含まれる。一部の実施形態では、セルロースポリマーは、セルロースであってもよい。
本明細書で使用する場合、「リグノセルロース」とは、植物細胞壁物質である、またはこれから誘導される多糖を含む凝集物を一般に指す。例えば、リグノセルロースは、一緒に結合した以下の多糖のうちの1種または複数:セルロース、キシラン、マンナンおよび混合連結グルカンを含むことができる。
本明細書で使用する場合、「高次分岐状」、「軽度分岐状」および「非分岐状」とは、糖中の主鎖の伸長あたりの側鎖数を一般に指す。高次分岐状糖は、10主鎖残基あたり平均で4~10の側鎖を有しており、わずかな分岐状糖は、10主鎖残基あたり平均で1~3の側鎖を有しており、非分岐状糖は、1つの主鎖のみを有しており、側鎖を有していない。平均は、糖中の側鎖の数を主鎖残基の数によって除算することによって計算される。
本明細書で使用する場合、「糖」は、単糖および/または二糖などの、多糖および/またはオリゴ糖のいずれかを一般に指す。
本明細書で使用する場合、「オリゴ糖」は、約20未満またはこれに等しい糖残基の鎖長を有する、糖ポリマーを一般に指す。オリゴ糖は、高次分岐状、軽度分岐状または非分岐状であってもよく、任意の組合せのグリコシド結合、αまたはβ連結基の任意の数、およびグルコース、グルコサミン、マンノース、キシロース、ガラクトース、フコース、フルクトース、グルクロン酸、アラビノースまたはそれらの誘導体などのモノマータイプの任意の組合せを含むことができる。好適な誘導体は、アセチル基または他の基を含めた、上記のモノマーを含む。
本明細書で使用する場合、「単糖」および「二糖」は、それぞれ、1つまたは2つの残基からなる、糖化合物を一般に指す。単糖は、グルコース、グルコサミン、キシロース、ガラクトース、フコース、フルクトース、グルクロン酸、アラビノース、ガラクツロン酸などの化合物、またはそれらのエピマーもしくは他の誘導体である。好適な誘導体は、アセチル基または他の基を含む。二糖は、任意のグリコシド結合を介して結合した2つの単糖からなる化合物である。
本明細書で使用する場合、「セロオリゴ糖」とは、β-1,4-グリコシド結合によって連結された1つまたは複数のグルコース残基からなるオリゴ糖を一般に指し、酸化、還元、エステル化、エピメリ化または別の化学修飾によって、オリゴ糖に化学的に関係し得る。
本明細書で使用する場合、「キシロオリゴ糖」とは、キシロース残基から主に構成される(通常、β-1,4-グリコシド結合によって連結されている)オリゴ糖を一般に指し、グルクロン酸残基および/またはアラビノース残基および/またはアセチル基および/または任意の他の修飾も含有してもよく、酸化、還元、エステル化、エピメリ化、さらなるグリコシル化または別の化学修飾によって、オリゴ糖に化学的に関係し得る。
本明細書で使用する場合、「アラビノキシロオリゴ糖」とは、(1→2)結合または(1→3)結合)によって、通常、連結されているキシロース残基から構成される(アラビノース側鎖により置換されているβ-(1→4)結合によって、通常、連結されている)オリゴ糖を一般に指し、酸化、還元、エステル化、エピメリ化、さらなるグリコシル化または別の化学修飾によって、オリゴ糖に化学的に関係し得る。
本明細書で使用する場合、「混合連結グルカンオリゴ糖」とは、少なくとも1つのβ-1,3-グリコシド結合および少なくとも1つのβ-1,4-グリコシド結合によって連結された、1つまたは複数のグルコース残基から構成されたオリゴ糖を一般に指し、酸化、還元、エステル化、エピメリ化または別の化学修飾によって、オリゴ糖に化学的に関係し得る。
本明細書で使用する場合、「マンノオリゴ糖」とは、1つまたは複数のマンノース残基から構成され、かつ1つまたは複数のグルコース残基および/またはガラクトース残基を必要に応じて含有する、オリゴ糖を一般に指し、酸化、還元、エステル化、エピメリ化または別の化学修飾によって、オリゴ糖に化学的に関係し得る。
本明細書で使用する場合、「キトオリゴ糖」とは、1つまたは複数のグルコサミン残基および/またはN-アセチル-グルコサミン残基から構成されるオリゴ糖を一般に指し、酸化、還元、エステル化、エピメリ化または別の化学修飾によって、オリゴ糖に化学的に関係し得る。
本明細書で使用する場合、「セルロース」とは、β-1,4-グリコシド結合によって連結されたグルコース残基から構成された多糖、およびその誘導体を一般に指す。本明細書で使用する場合、「キシラン」とは、キシロース残基の主鎖から構成された多糖を一般に指し、グルクロン酸残基および/またはアラビノース残基および/またはアセチル基および/または任意の他の修飾も含有してもよい。本明細書で使用する場合、「混合連結グルカン」とは、β-1,3-グリコシド結合およびβ-1,4-グリコシド結合によって連結されたグルコース残基から構成された多糖を一般に指す。本明細書で使用する場合、「マンナン」とは、40%を超えるマンノース残基から構成され、かつグルコース残基および/またはガラクトース残基を必要に応じて含有する、多糖を一般に指す。本明細書で使用する場合、「キチン」または「キトサン」とは、グルコサミンおよび/またはN-アセチル-グルコサミン残基から構成された多糖を一般に指す。セルロース、キシラン、混合連結グルカン、マンナン、キチンまたはキトサンの多糖は、酸化、還元、エステル化、エピメリ化または別の化学修飾によって修飾された化学変形体を含むことができる。
本明細書で使用する場合、「可溶性」、「溶解度」および文法上のそれらの変化形とは、水溶液(例えば、水)における溶解度を一般に指す。本明細書で使用する場合、「溶解する」とは、固体が、溶液を形成するよう、水溶液または液体に配合された状態になることを一般に指す。
本明細書で使用する場合、「懸濁液」とは、少なくとも2つの非混和性相、例えば、固相と液相を含む組成物であって、固相の重量が、組成物の重量の百分率として、約0.5%~約30%、約1%~約20%、約2%~約15%または約3%~約10%の範囲にあることができる、組成物を一般に指す。懸濁液は、好適な溶媒を含んでもよく、その溶媒は水であってもよい。
本明細書で使用する場合、「粘度」とは、一様な流れに抵抗する、単位面積あたりの力によって測定される、流体における内部摩擦の大きさを表現する量を一般に指す。粘度は、様々な方法によって測定することができるが、本明細書における所与の値は、特に示さない限り、範囲に関して製造業者の使用説明書に従い、および容器効果が発生しないことを確実にするようトール型ビーカーに採取した400mLの試料を用いて操作した標準試験手順を使用して、Brookfield HDB VEロト粘度計を使用することによって得られたものを指す。
本明細書で使用する場合、「溶解した」とは、固体が、溶液を形成するよう、液体に配合された状態になることを一般に指す。
I.事前処理
物理的事前処理
機械的または物理的事前処理は、バイオマスを1種または複数のオリゴ糖に消化するため、バイオマスに対して行われ得る。機械的および/または物理的事前処理は、バイオマスの消化の過程における第1の事前処理ステップとすることができる。代替的に、機械的または物理的事前処理ステップは、別の事前処理ステップの後に行われてもよい。例えば、機械的または物理的事前処理ステップは、洗浄事前処理ステップなどの、別の事前処理ステップの後に行われてもよい。
バイオマスは、機械的または物理的に事前処理されて、バイオマスのサイズを低下することができる。機械的または物理的事前処理ステップの例には、以下に限定されないが、バイオマスのチップ化、細断、ミリング、ボールミリング、粉砕、整形、ブレンドおよび/または蒸気曝露が含まれる。1つより多い物理的事前処理が、バイオマスに行われてもよい。
溶解ステップ
バイオマスは、溶解ステップを受けてもよい。溶解ステップは、バイオマスに由来する多糖フラクションまたは単糖フラクションおよび/または二糖フラクションを溶解する、穏やかな事前処理ステップとすることができるか、またはその一部とすることができる。溶解事前処理ステップは、洗浄ステップ、インキュベーションステップ、熱化学ステップまたは化学処理ステップとすることができる。溶解事前処理は、物理的または機械的事前処理ステップの前に行われてもよい。溶解事前処理は、物理的または機械的事前処理ステップの後に行われてもよい。
一部の実施形態では、溶解ステップは、可溶性多糖のフラクションを取り出すために行われてもよい。可溶性多糖は、例えば、可溶性多糖の精製時に、1種または複数のオリゴ糖に添加することができる。可溶性多糖フラクションは、所望の味感、テクスチャ、品質、接着性および匂いの食物タイプを生成するために使用することができる。溶解した多糖の存在は、食品生産物中に沈殿物(または、粒状性)を生成しない、良好な品質の製品を生成する一助ともなり得る。
溶解ステップは、バイオマスの化学処理または熱化学処理とすることができる。化学処理または熱化学処理は、1種または複数の水溶液を含んでもよい。水溶液は、1種または複数の塩、酸、アルカリまたはイオンを含んでもよい。水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、アンモニア水、希硫酸、希酢酸、希塩酸または希リン酸のうちの1種または複数を含むことができる。
水溶液は、pH10~14を有するアルカリ溶液であってもよい。水溶液は、pH10~11、10~12、10~13、10~14、11~12、11~13、11~14、12~13、12~14または13~14を有するアルカリ溶液であってもよい。水溶液は、pH2~6を有する酸溶液であってもよい。水溶液は、pH2~3、2~4、2~5、2~6、3~4、3~5、3~6、4~5、4~6または5~6を有する酸溶液であってもよい。
可溶化ステップは、30℃~180℃の温度で行われてもよい。可溶化ステップは、少なくとも30℃の温度で行われてもよい。可溶化ステップは、最大でも180℃の温度で行われてもよい。可溶化ステップは、30℃~60℃、30℃~90℃、30℃~120℃、30℃~150℃、30℃~180℃、60℃~90℃、60℃~120℃、60℃~150℃、60℃~180℃、90℃~120℃、90℃~150℃、90℃~180℃、120℃~150℃、120℃~180℃、または150℃~180℃の温度で行われてもよい。可溶化ステップは、少なくとも30℃、60℃、90℃、120℃、150℃または180℃の温度で行われてもよい。
溶解ステップの期間は、使用されるバイオマス、所望の可溶性多糖構成成分および/または所望の可溶性多糖の複雑さに応じて変えることができる。溶解ステップは、約10分間~約24時間、行われてもよい。可溶化ステップは、少なくとも10分間、行われてもよい。可溶化ステップは、最大でも60分間、行われてもよい。可溶化ステップは、10分間~30分間、10分間~60分間または30分間~60分間、行われてもよい。可溶化ステップは、少なくとも10分間、30分間または60分間、行われてもよい。可溶化ステップは、1時間~24時間、行われてもよい。可溶化ステップは、少なくとも1時間、行われてもよい。可溶化ステップは、最大でも24時間、行われてもよい。可溶化ステップは、1時間~4時間、1時間~8時間、1時間~12時間、1時間~16時間、1時間~20時間、1時間~24時間、4時間~8時間、4時間~12時間、4時間~16時間、4時間~20時間、4時間~24時間、8時間~12時間、8時間~16時間、8時間~20時間、8時間~24時間、12時間~16時間、12時間~20時間、12時間~24時間、16時間~20時間、16時間~24時間または20時間~24時間、行われてもよい。可溶化ステップは、少なくとも、1時間、4時間、8時間、12時間、16時間、20時間または24時間、行われてもよい。
可溶性多糖は、溶解ステップ後、溶液から取り出されてもよい。溶解した多糖のフラクションは、溶解したフラクションから取り出されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の少なくとも5%が取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の最大でも100%が取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の5%~10%、5%~20%、5%~30%、5%~40%、5%~60%、5%~80%、5%~90%、5%~100%、10%~20%、10%~30%、10%~40%、10%~60%、10%~80%、10%~90%、10%~100%、20%~30%、20%~40%、20%~60%、20%~80%、20%~100%、30%~40%、30%~60%、30%~80%、30%~100%、40%~60%、40%~80%、40%~100%、60%~80%、または60%~100%が、取り出されてもよい、および精製されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の少なくとも約5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%または100%が、取り出されてもよい、および精製されてもよい。
穏やかな事前処理
バイオマスは、穏やかな事前処理ステップを受けてもよい。穏やかな事前処理ステップは、バイオマスに由来する多糖フラクションまたは単糖フラクションおよび/または二糖フラクションを溶解することができる。一部の場合、穏やかな事前処理ステップは、溶解ステップの少なくとも一部、または全てを含んでもよい。別の言い方をすれば、溶解ステップは、穏やかな事前処理ステップの一部または部分ステップであってもよい。穏やかな事前処理ステップは、洗浄ステップ、インキュベーションステップ、熱化学ステップまたは化学処理ステップとすることができる。穏やかな事前処理は、物理的または機械的事前処理ステップの前に行われてもよい。穏やかな事前処理は、物理的または機械的事前処理ステップの後に行われてもよい。穏やかな事前処理は、物理的または機械的事前処理ステップと同時に行われてもよい。穏やかな事前処理ステップは、1回または複数回、行われてもよい。穏やかな事前処理は、2、3、4、5、6、7、8、9または10回、行われてもよい。
穏やかな事前処理ステップは、インキュベーションステップまたは洗浄ステップとすることができる。バイオマス(物理的に処理されているか、または処理されていない)は、水溶液中でインキュベートされてもよい。水溶液は水であってもよく、または水溶液は、塩、酸、アルカリ、イオン、アルコールおよび/または他の化学物質を含んでもよい。水溶液のpHは、6.2~8.5とすることができる。水溶液のpHは、少なくとも6.2とすることができる。水溶液のpHは、最大でも8.5とすることができる。水溶液のpHは、6.2~6.5、6.2~7、6.2~7.2、6.2~7.5、6.2~7.7、6.2~8、6.2~8.2、6.2~8.5、6.5~7、6.5~7.2、6.5~7.5、6.5~7.7、6.5~8、6.5~8.2、6.5~8.5、7~7.2、7~7.5、7~7.7、7~8、7~8.2、7~8.5、7.2~7.5、7.2~7.7、7.2~8、7.2~8.2、7.2~8.5、7.5~7.7、7.5~8、7.5~8.2、7.5~8.5、7.7~8、7.7~8.2、7.7~8.5、8~8.2、8~8.5、または8.2~8.5とすることができる。水溶液のpHは、6.2、6.5、7、7.2、7.5、7.7、8、8.2または8.5とすることができる。
水溶液のpHは、9~12とすることができる。水溶液のpHは、少なくとも9とすることができる。水溶液のpHは、最大でも12とすることができる。水溶液のpHは、9~9.5、9~10、9~10.5、9~11、9~11.5、9~12、9.5~10、9.5~10.5、9.5~11、9.5~11.5、9.5~12、10~10.5、10~11、10~11.5、10~12、10.5~11、10.5~11.5、10.5~12、11~11.5、11~12、または11.5~12とすることができる。水溶液のpHは、9、9.5、10、10.5、11、11.5または12とすることができる。
インキュベーションステップは、15分間~60分間、行われてもよい。インキュベーションステップは、少なくとも15分間、行われてもよい。インキュベーションステップは、最大でも60分間、行われてもよい。インキュベーションステップは、15分間~30分間、15分間~45分間、15分間~60分間、30分間~45分間、30分間~60分間または45分間~60分間、行われてもよい。インキュベーションステップは、少なくとも15分間、30分間、45分間または60分間、行われてもよい。インキュベーションステップは、1時間~24時間、行われてもよい。インキュベーションステップは、少なくとも1時間、行われてもよい。インキュベーションステップは、最大でも24時間、行われてもよい。インキュベーションステップは、1時間~4時間、1時間~8時間、1時間~12時間、1時間~16時間、1時間~20時間、1時間~24時間、4時間~8時間、4時間~12時間、4時間~16時間、4時間~20時間、4時間~24時間、8時間~12時間、8時間~16時間、8時間~20時間、8時間~24時間、12時間~16時間、12時間~20時間、12時間~24時間、16時間~20時間、16時間~24時間または20時間~24時間、行われてもよい。インキュベーションステップは、少なくとも、1時間、4時間、8時間、12時間、16時間、20時間または24時間、行われてもよい。
溶解した多糖、単糖および/または二糖は、穏やかな事前処理ステップ後の水溶液から取り出されてもよい。一部の場合、単糖および/または二糖は、穏やかな事前処理ステップ後の水溶液から取り出されてもよい。
可溶性多糖は、穏やかな事前処理ステップ後、溶液から取り出されてもよい。溶解した多糖の少なくとも一部は、溶解したフラクションから取り出されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の少なくとも5%が取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の最大でも100%が取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の5%~10%、5%~20%、5%~30%、5%~40%、5%~60%、5%~80%、5%~100%、10%~20%、10%~30%、10%~40%、10%~60%、10%~80%、10%~100%、20%~30%、20%~40%、20%~60%、20%~80%、20%~100%、30%~40%、30%~60%、30%~80%、30%~100%、40%~60%、40%~80%、40%~100%、60%~80%、または60%~100%は、取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。一部の場合、溶解した多糖の少なくとも約5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%または100%が、穏やかな事前処理ステップ後に、取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。
単糖および/または二糖は、穏やかな事前処理ステップ後、溶液から取り出されてもよい。溶解した単糖および/または二糖のフラクションは、インキュベーションステップ後に水溶液から取り出されてもよい。一部の場合、溶解した単糖および/または二糖の少なくとも5%が取り出されてもよい。一部の場合、溶解した単糖および/または二糖の最大でも100%が取り出されてもよい。一部の場合、溶解した単糖および/または二糖の5%~10%、5%~20%、5%~30%、5%~40%、5%~60%、5%~80%、5%~100%、10%~20%、10%~30%、10%~40%、10%~60%、10%~80%、10%~100%、20%~30%、20%~40%、20%~60%、20%~80%、20%~100%、30%~40%、30%~60%、30%~80%、30%~100%、40%~60%、40%~80%、40%~100%、または60%~100%が取り出されてもよい。一部の場合、溶解した単糖および/または二糖の少なくとも約5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%または100%が、穏やかな事前処理ステップ後に、取り出されてもよい、および/または精製されてもよい。単糖および/または二糖の一部は、インキュベーションステップ後に廃棄されてもよい。ある特定の例では、このステップにおいて取り出された、溶解した単糖および/または二糖の一部は、バイオマス処理において生成した1種または複数のオリゴ糖の一部と一緒にされなくてもよい。
水溶液は、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の一部は、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の5%~100%は、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の少なくとも5%は、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の最大でも98%は、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の5%~10%、5%~20%、5%~40%、5%~50%、5%~60%、5%~80%、5%~90%、5%~98%、10%~20%、10%~40%、10%~50%、10%~60%、10%~80%、10%~90%、10%~98%、20%~40%、20%~50%、20%~60%、20%~80%、20%~90%、20%~98%、40%~50%、40%~60%、40%~80%、40%~90%、40%~98%、50%~60%、50%~80%、50%~90%、50%~98%、60%~80%、60%~90%、60%~98%、80%~90%、80%~98%、または90%~98%は、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の少なくとも5%、10%、20%、40%、50%、60%、80%、90%または98%が、穏やかな事前処理ステップ後のバイオマスから取り出されてもよい。水溶液の一部は、圧濾過、遠心分離、沈殿、濾過および/または任意の他の好適な方法を使用して取り出されてもよい。
強力な事前処理
バイオマスは、強力な事前処理ステップを受けてもよい。強力な事前処理ステップは、バイオマスに由来する多糖フラクションまたは単糖フラクションおよび/または二糖フラクションを溶解することができる。強力な事前処理ステップは、酵素によってバイオマスをより多く消化するよう行われてもよい。強力な事前処理は、バイオマス中の水素結合を開裂させる一助となり得る。強力な事前処理ステップは、洗浄ステップ、熱化学ステップまたは化学処理ステップとすることができる。強力な事前処理は、物理的または機械的事前処理ステップの前に行われてもよい。強力な事前処理ステップは、物理的または機械的事前処理ステップの後に行われてもよい。強力な事前処理ステップは、穏やかな事前処理ステップの前に行われてもよい。強力な事前処理ステップは、穏やかな事前処理ステップの後に行われてもよい。強力な事前処理ステップは、1回または複数回、行われてもよい。強力な事前処理は、2、3、4、5、6、7、8、9または10回、行われてもよい。
強力な事前処理ステップは、熱化学処理とすることができる。化学処理または熱化学処理は、1種または複数の水溶液を含んでもよい。水溶液は、1種または複数の塩、酸、アルカリまたはイオンを含んでもよい。水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウムまたはアンモニア水のうちの1種または複数を含む、アルカリ溶液とすることができる。水溶液は、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸またはシュウ酸のうちの少なくとも1種を含む、酸性溶液とすることができる。一部の実施形態では、1つまたは複数の強力な事前処理ステップが完了すると、水溶液が保持されてもよい。言い換えると、水溶液は廃棄されなくてもよく、または受け入れを排除しなくてもよい。
熱化学的事前処理は、約2~6.5のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、少なくとも2のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、最大でも6.5のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、2~2.5、2~3、2~3.5、2~4、2~4.5、2~5、2~5.5、2~6、2~6.5、2.5~3、2.5~3.5、2.5~4、2.5~4.5、2.5~5、2.5~5.5、2.5~6、2.5~6.5、3~3.5、3~4、3~4.5、3~5、3~5.5、3~6、3~6.5、3.5~4、3.5~4.5、3.5~5、3.5~5.5、3.5~6、3.5~6.5、4~4.5、4~5、4~5.5、4~6、4~6.5、4.5~5、4.5~5.5、4.5~6、4.5~6.5、5~5.5、5~6、5~6.5、5.5~6、5.5~6.5、または6~6.5のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、約2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6または6.5のpHで行われてもよい。
熱化学的事前処理は、7.5~12のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、少なくとも7.5のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、最大でも12のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、7.5~8、7.5~8.5、7.5~9、7.5~9.5、7.5~10、7.5~10.5、7.5~11、7.5~11.5、7.5~12、8~8.5、8~9、8~9.5、8~10、8~10.5、8~11、8~11.5、8~12、8.5~9、8.5~9.5、8.5~10、8.5~10.5、8.5~11、8.5~11.5、8.5~12、9~9.5、9~10、9~10.5、9~11、9~11.5、9~12、9.5~10、9.5~10.5、9.5~11、9.5~11.5、9.5~12、10~10.5、10~11、10~11.5、10~12、10.5~11、10.5~11.5、10.5~12、11~11.5、11~12、または11.5~12のpHで行われてもよい。熱化学的事前処理は、約7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5または12のpHで行われてもよい。
熱化学的事前処理は、50℃~150℃の温度で行われてもよい。熱化学的事前処理は、少なくとも50℃の温度で行われてもよい。熱化学的事前処理は、最大でも150℃の温度で行われてもよい。熱化学的事前処理は、50℃~75℃、50℃~80℃、50℃~90℃、50℃~100℃、50℃~120℃、50℃~130℃、50℃~150℃、75℃~80℃、75℃~90℃、75℃~100℃、75℃~120℃、75℃~130℃、75℃~150℃、80℃~90℃、80℃~100℃、80℃~120℃、80℃~130℃、80℃~150℃、90℃~100℃、90℃~120℃、90℃~130℃、90℃~150℃、100℃~120℃、100℃~130℃、100℃~150℃、120℃~130℃、120℃~150℃、または130℃~150℃の温度で行われてもよい。熱化学的事前処理は、少なくとも50℃、75℃、80℃、90℃、100℃、120℃、130℃または150℃の温度で行われてもよい。
熱化学処理は、0.5時間~4時間、行われてもよい。熱化学処理は、少なくとも0.5時間、行われてもよい。熱化学処理は、最大でも4時間、行われてもよい。熱化学処理は、0.5時間~0.75時間、0.5時間~1時間、0.5時間~1.5時間、0.5時間~2時間、0.5時間~2.5時間、0.5時間~3時間、0.5時間~3.5時間、0.5時間~4時間、0.75時間~1時間、0.75時間~1.5時間、0.75時間~2時間、0.75時間~2.5時間、0.75時間~3時間、0.75時間~3.5時間、0.75時間~4時間、1時間~1.5時間、1時間~2時間、1時間~2.5時間、1時間~3時間、1時間~3.5時間、1時間~4時間、1.5時間~2時間、1.5時間~2.5時間、1.5時間~3時間、1.5時間~3.5時間、1.5時間~4時間、2時間~2.5時間、2時間~3時間、2時間~3.5時間、2時間~4時間、2.5時間~3時間、2.5時間~3.5時間、2.5時間~4時間、3時間~3.5時間、3時間~4時間または3.5時間~4時間、行われてもよい。熱化学処理は、少なくとも0.5時間、0.75時間、1時間、1.5時間、2時間、2.5時間、3時間、3.5時間または4時間、行われてもよい。
熱化学的に処理されたバイオマスは、1%w/w~30%w/w未満の単糖を含む場合がある。熱化学的に処理されたバイオマスは、1%w/w~2%w/w、1%w/w~5%w/w、1%w/w~10%w/w、1%w/w~15%w/w、1%w/w~20%w/w、1%w/w~25%w/w、1%w/w~30%w/w、2%w/w~5%w/w、2%w/w~10%w/w、2%w/w~15%w/w、2%w/w~20%w/w、2%w/w~25%w/w、2%w/w~30%w/w、5%w/w~10%w/w、5%w/w~15%w/w、5%w/w~20%w/w、5%w/w~25%w/w、5%w/w~30%w/w、10%w/w~15%w/w、10%w/w~20%w/w、10%w/w~25%w/w、10%w/w~30%w/w、15%w/w~20%w/w、15%w/w~25%w/w、15%w/w~30%w/w、20%w/w~25%w/w、20%w/w~30%w/w、または25%w/w~30%w/w未満の単糖を含む場合がある。熱化学的に処理されたバイオマスは、1%w/w、2%w/w、5%w/w、10%w/w、15%w/w、20%w/w、25%w/wまたは30%w/w未満の単糖を含む場合がある。
熱化学的に処理されたバイオマスは、5%w/w~50%w/wの二糖を含むことができる。熱化学的に処理されたバイオマスは、5%w/w~10%w/w、5%w/w~15%w/w、5%w/w~20%w/w、5%w/w~25%w/w、5%w/w~30%w/w、5%w/w~35%w/w、5%w/w~40%w/w、5%w/w~50%w/w、10%w/w~15%w/w、10%w/w~20%w/w、10%w/w~25%w/w、10%w/w~30%w/w、10%w/w~35%w/w、10%w/w~40%w/w、10%w/w~50%w/w、15%w/w~20%w/w、15%w/w~25%w/w、15%w/w~30%w/w、15%w/w~35%w/w、15%w/w~40%w/w、15%w/w~50%w/w、20%w/w~25%w/w、20%w/w~30%w/w、20%w/w~35%w/w、20%w/w~40%w/w、20%w/w~50%w/w、25%w/w~30%w/w、25%w/w~35%w/w、25%w/w~40%w/w、25%w/w~50%w/w、30%w/w~35%w/w、30%w/w~40%w/w、30%w/w~50%w/w、35%w/w~40%w/w、35%w/w~50%w/w、または40%w/w~50%w/wの二糖を含むことができる。熱化学的に処理されたバイオマスは、5%w/w、10%w/w、15%w/w、20%w/w、25%w/w、30%w/w、35%w/w、40%w/wまたは50%w/w未満の二糖を含む場合がある。
II.酵素処理および下流での加工
本開示の方法はまた、溶液または懸濁液中で、1種または複数の多糖切断酵素、および熱化学的に処理されたバイオマスを接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップを含むことができる。さらに、本方法は、溶液または懸濁液を濃縮して、1種または複数のオリゴ糖の濃度を向上させて、成分を形成するステップを含んでもよい。1種または複数のオリゴ糖は、本明細書において提供される溶液または懸濁液から精製されてもよい。
本組成物を形成または製造する方法の1つまたは複数のステップは、酵素反応とすることができ、この場合、1種または複数の酵素は、水および好適な溶媒に可溶性または不溶性であってもよい、1つまたは複数の原料またはバイオマス(例えば、植物バイオマス)と一緒に、好適な反応容器に入れられる。本明細書で使用する場合、用語「植物バイオマス」は、特に示さない限り、用語「原料」または「バイオマス」(例えば、植物に由来しないバイオマス)によって置き換えられてもよい。
様々な酵素が、酵素反応において使用するのに好適となり得る。多糖含有原料に作用させるとオリゴ糖を生成する任意の酵素が、好適となり得る。例えば、酵素反応は、セルラーゼ、エンド-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)、リケナーゼ、キシログルカンエンドグルカナーゼ(XEG)、マンナナーゼ、キチナーゼ、キシラナーゼおよび/または1種もしくは複数の好適な酵素を含むことができる。
様々な例では、酵素反応は、Trichoderma reeseiなどの属からのセルロース分解性調製を含んでもよく、この属は、精製されてもよく、および/または事前処理されてもよく、および/または1種もしくは複数の追加の酵素が補給されてもよく、例えば、ベータ-グルカナーゼ、ベータ-キシラナーゼおよびセロビオヒドロラーゼ;ベータ-グルカナーゼ、ベータ-キシラナーゼ、LPMOおよびセロビオヒドロラーゼ;LPMOおよびキシラナーゼ;またはLPMO、キシラナーゼおよびリケナーゼを加える。酵素はそれぞれ、酵素を生成するよう操作されている微生物株の形態の、ある天然源または実験室で成長させた培養物から誘導された精製酵素、半精製混合物として、または任意の他の好適な方法で酵素反応に供給されてもよい。これらの酵素を他の酵素、または炭水化物結合性モジュール(CBM)などの非酵素モジュールのどちらか一方と融合することもまた想定される。例えば、CBMに融合したLPMO、CBMに融合したキシラナーゼ、またはLPMOに融合したキシラナーゼを利用することができる。
好気性条件が、1種または複数の酵素反応に使用することができる。好気性条件は、酸素の添加を含んでもよく、酸素は、空気などの酸素含有ガスとの基質混合物の通気によって供給され得る。通気は、空気-インジェクタ、通気フリット、膜システムまたは内部ループ式エアリフト反応器などの様々なシステムによって、水性基質混合物に酸素を含む気泡を導入することによって行われてもよい。一部の場合、酵素反応中の分子状酸素の濃度は、約4mg/L~約14mg/Lとすることができる。
別の例示的な酵素は、リケナーゼであり、これは、GH5、GH7、GH8、GH9、GH12、GH16、GH17またはGH26のファミリーから選択することができる。例えば、Bacillus subtilisに由来するGH16酵素などのGH16酵素を利用してもよい。この酵素は、例えば、β-1,3連結基およびβ-1,4連結基の混合物を含むグルカンである混合連結グルカンに作用することができることがあり、β-1,4グリコシド結合において、これらの連結基を開裂することができる。リケナーゼが混合連結グルカンに作用する場合、生成するβ-グルカンは、3~約7つの残基のサイズ範囲内に大部分が収まることができ、したがって、このβ-グルカンは、食物、化粧品および栄養補助食品産業において特に有用となり得る。混合連結グルカンは、草およびトクサ科のメンバーに豊富に存在し、したがって、わらなどの草をベースとする原料は、高レベルの混合連結グルカンを一般に有しており、リケナーゼと有用な程度に作用され得る。リケナーゼは、Bacillus subtilisに由来するGH5リケナーゼを含んでもよい。
別の選択肢となる酵素は、例えば、キシラン主鎖を含む原料に作用することができる、キシラナーゼである。キシラナーゼは、例えば、グルクロノキシラナーゼ、アラビノキシラナーゼまたはグルクロノアラビノキシラナーゼとすることができる。酵素は、グルクロノキシラン、アラビノキシランおよびグルクロノアラビノキシランなどの、キシラン主鎖を有する様々なポリマーに対して作用性があってもよい。これらのポリマーは、様々な植物由来の原料において、一般に豊富に存在し、例えば、広葉樹および針葉樹のどちらも、好適な多糖を含むことができ、広葉樹は、グルクロノキシランを含んでいることが多く、針葉樹は、アラビノグルクロノキシランを含んでいることが多い。キシラナーゼは、Ruminiclostridium thermocellumおよびGonapodya proliferaに由来するGH5キシラナーゼ、およびDickeya chrysanthemi、Bacillus subtilis、Bacteroides ovatusおよびTrichoderma reeseiに由来するGH30キシラナーゼを含むことができる。
別の選択肢となる酵素は、例えば、マンナン主鎖を含む原料に作用することができる、マンナナーゼである。マンナナーゼは、例えば、マンナナーゼ、グルコマンナナーゼ、ガラクトマンナナーゼまたはガラクトグルコマンナナーゼとすることができる。この酵素は、マンナン、グルコマンナン、ガラクトマンナンまたはガラクトグルコマンナンなどの、マンナン主鎖を有する様々なポリマーに対して作用性があってもよい。これらのポリマーは、様々な植物に由来する原料において一般に豊富に存在し、例えば、広葉樹および針葉樹のどちらも、適切な多糖を含むことができる。好適なマンナナーゼは、Trichoderma reeseiおよびAspergillus nigerに由来するGH5マンナナーゼ、およびAspergillus nigerに由来するGH26マンナナーゼを含むことができる。
他の酵素は、キシログルカナーゼおよびキシログルカンエンドグルカナーゼ(XEG)を含むことができ、これらは、植物病原性微生物を含めた、様々な生物によって産生される。キシログルカナーゼおよびXEGは、高等植物の一次細胞壁中に豊富に存在する、ヘミセルロース性β-1,4グルカン鎖であるキシログルカンに作用することが可能となり得、これは、キシロースにより修飾されており、キシロース残基の一部は、ガラクトースなどの他の残基によりさらに修飾されている。適切なキシログルカナーゼまたはXEGが、キシログルカンに作用する場合、生成物は、食料品、化粧品および栄養補助食品産業において有用な長さの主鎖を有する、キシログルカンオリゴ糖を含むことができる。好適なキシログルカナーゼは、Bacteroides ovatusに由来するGH5キシログルカナーゼ、およびTrichoderma reeseiに由来するGH74キシログルカナーゼを含むことができる。
酵素反応は、溶液および/または懸濁液中で行うことができる。酵素反応は、好適な反応容器中で行うことができる。一部の場合、酵素反応は、酵素および原料の特定の組合せに好適な温度または温度プロトコルで行われてもよく、この反応は、生成物が所望の濃度に到達するまで、またはある他の要件を満たすまで、ある特定の時間量(例えば、所定の時間量)の間、進行させることができる。
酵素と原料との間の最適な接触を確実にするため、この反応混合物は、一定でまたは間隔を設けて撹拌されてもよい。撹拌は、(i)反応容器全体の規則的な動かし、(ii)ファンまたは他の撹拌デバイス、(iii)気泡のスパージング、または(iv)任意の他の好適な撹拌方法の形態をとることができる。
酵素反応は、微生物発酵とすることができる。温度および反応時間は、使用される微生物の成長に好適となり得る。微生物は、遺伝的に改変されて、オリゴ糖組成物の生成に好適な酵素を生成することができる。微生物は、細菌、例えば、Escherichia coli、またはSaccharomyces cerevisiaeもしくはTrichoderma reeseiなどの真菌とすることができる。
一部の実施形態では、対象とする微生物を改変するために好適な発現ベクターが、これが、本明細書の他の場所に記載されている酵素または酵素の混合物を産生するよう使用されてもよい。所望の場合、発現ベクターは、酵素の産生を誘発することが可能なプラスミドまたは任意の他の核酸であってもよい。一部の例では、発現ベクターは、外因性酵素の発現を制御するよう、以下の調節配列:ヒートショック遺伝子の調節配列、毒性遺伝子の調節配列、胞子形成遺伝子の調節配列または任意の他の好適な調節配列のうちの1つまたは複数を含むことができる。
酵素反応は、使用される酵素および基質に好適な温度または温度プロトコルで行うことができる。例えば、酵素反応は、10℃~100℃、20℃~80℃または40℃~60℃の範囲の一定温度で行われてもよい。一部の場合、酵素反応は、微生物発酵の形態をとる場合、温度は、このために適切であり得る。例えば、酵素反応は、E.coliの成長を含むことができ、および/または温度は、実質的に一定であり、約37℃であってもよい。
溶液または懸濁液のpHは、酵素の活性に影響を及ぼすことがある。pHの制御は、酵素反応が好適な速度で進行することを確実にすることを支援することができる。酵素反応は、2~10、3~8または4~6の範囲のpHで行われ得る。
酵素反応は、ある特定の期間、継続させた後に、クエンチ処理することができ、生成物が単離されるか、そうでない場合、採集される。この期間は、1分間~6日間、0.5日間~5日間、または16時間~96時間とすることができる。反応は、代替として、さらなる触媒作用が起こらなくなるまで進行させてもよい。
酵素反応に添加される1種または複数の原料は、多糖を含むことができる。このような多糖は、反応容器中、個別の反応が同時に、または実質的に同時に進行することによって生成され得る。酵素反応に存在する多糖は、酵素によって有用なオリゴ糖に部分的に開裂されて、部分的に開裂したまたは開裂していない多糖が残ることがあり、これらは、以下に限定されないが、セルロース、キシラン(グルクロノキシラン、アラビノキシランまたはグルクロノアラビノキシランなど)、マンナン(グルコマンナン、ガラクトマンナンまたはガラクトグルコマンナンなど)、混合連結グルカン、キシログルカン キチン、キトサンまたはリグノセルロースを含むことができる。
酵素反応は、未消化の残存している多糖含有原料が、5%~75%、5%~70%、5%~65%、5%~55%または10%~50%存在するまで継続させてもよい。これは、アントロンアッセイなどの還元エンドアッセイによって、ならびに/または薄層クロマトグラフィーおよび/もしくは高性能陰イオン交換クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法によって、モニタリングまたは確認することができる。
適切な多糖を含む任意の物質が、原料の一部を形成してもよい。食料品、化粧品および栄養補助食品産業は、幅広い様々なオリゴ糖を一般に使用するので、酵素反応に参加する適切な多糖は特に限定されない。オリゴ糖プロファイルを生成するのに好適な原料は、例えば、セルロース、リグノセルロース、キチン、キトサン、キシラン(グルクロノキシラン、アラビノキシランおよびグルクロノアラビノキシランなど)および/またはマンナン(グルコマンナン、ガラクトマンナンまたはガラクトグルコマンナンなど)を含むことができるが、好適に作用され得る任意の原料が想定される。原料は、サトウキビ、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ穂軸、ふすま、麦わら、広葉樹、針葉樹または任意の他の好適なバイオマスもしくは植物バイオマスを含むことができる。
大部分の植物物質は、このようなポリマー中に豊富に存在するので、このような多糖を含む原料はやはり、特に限定されない。したがって、原料は、穀物、穀物のもみ殻、マメの鞘、種皮および/または他の種子物質などの植物バイオマス;海藻;トウモロコシ茎葉、わら、バガス、ススキ、ソルガム残渣、スイッチグラス、竹および/または他の単子葉植物組織;ホテイアオイ、葉の組織、根および/または他の植物性物質;広葉樹、広葉樹チップ、広葉樹パルプ、針葉樹、針葉樹チップ、針葉樹パルプ、紙、紙パルプ、ボール紙および/または他の木材をベースとする原料;カニの甲羅、イカバイオマス、エビの殻および/または他の海洋バイオマス、および/または適切な原料の任意の組合せを含むことができる。原料は、麦わらまたは材木を含んでもよい。所与の任意の天然原料が、様々な多糖の混合物を含む可能性が高いので、時として、様々な酵素の混合物が利益となる場合がある。このような混合物は、本明細書において議論されている任意の好適な酵素の1種または複数を含むことができる。例えば、このような混合物は、LPMOとエンド-グルカナーゼ、キシラナーゼとリケナーゼ、セロビオヒドロラーゼとマンナナーゼまたはエンド-グルカナーゼとセロビオヒドロラーゼを含むことになろう。一部の実施形態では、酵素パートナーは、例えば、1:100~100:1のモル比で存在することができる。さらに、適切な原料の多くは取り扱いにくいので、原料の事前処理が想定される。
酵素反応が所望の点まで進行した後、酵素反応混合物からの1種または複数のオリゴ糖および1種または複数の多糖を分離してもよい。この過程は、使用するバイオマスの組成および使用する酵素の特異性に応じて、様々な方法で行うことができる。反応混合物は、可溶性オリゴ糖および不溶性多糖の混合物を含むことが多いので、反応混合物は、さらに加工するために、不溶性物質を濾過して除去し、得られた可溶性オリゴ糖を調製することができる。
オリゴ糖はまた、いくつかの方法で、多糖から分離することができる。オリゴ糖は、溶解度に基づいて単離されてもよく、その結果、可溶性糖の組成物は、さらに加工するために抽出だけ行われる、および/またはクロマトグラフィーにより単離されて、より狭い幅のオリゴ糖鎖長を有する組成物が生成する。単離は、例えば、沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、マイクロ濾過またはナノ濾過に基づくことができる。溶解度に基づく単離が行われる場合、異なる多糖は、異なる割合で長さに応じて溶解度が一般に低下するので、単離した組成物中に存在する糖のプロファイルは、元の酵素反応に一般に依存するであろう。
同様に、食料品、化粧品または栄養補助食品に配合する前に、生成したオリゴ糖の全てまたは一部をさらに処理してさらなる生成物を生成することが想定される。このさらなる処理は、還元、例えば、還元アミノ化、必要な場合、酸化、カラメル化、Schiff塩基による修飾など、またはMaillard反応により、またはこのようなステップの任意の組合せによって化学的ステップ、物理的ステップまたは酵素ステップのいずれかを含むことができ、所望の目的のために実現されるまたは改善される特性を有する様々な生成物を得ることができる。例えば、カラメル化特性、カロリー値、風味および色調を改変することができる。オリゴ糖はまた、例えば、沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、マイクロ濾過またはナノ濾過により精製されてもよい。
同様に、食料品、化粧品または栄養補助食品に配合する前に、生成した多糖フラクションの全てまたは一部をさらに処理して、特性の改善された生成物を生成することが想定される。このさらなる処理は、アルキル化または酸処理などの化学的ステップ、物理的ステップまたは酵素ステップのいずれかを含むことができる。多糖はまた、例えば、沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、マイクロ濾過またはナノ濾過により精製されてもよい。
ある特定の例では、オリゴ糖フラクションおよび多糖フラクションの修飾および/または精製後、このフラクションの全てまたは一部は、次に、1:100~1:1、例えば1:10~1:1、1:90~1:2、1:80~1:3、1:70~1:4または1:60~1:5の多糖:オリゴ糖の比で再度、一緒にすることができる。特定の比は、最終成分の所望の特性、ならびにフラクションに適用された修飾および精製に依存し得る。酵素反応から単離されたオリゴ糖および多糖の全てを再度、一緒にする必要はないことがある。
フラクションは、様々な方法で、例えば、オリゴ糖フラクションの全てもしくは一部を含む溶液と、多糖フラクションの全てもしくは一部を含む溶液および/または懸濁液を混合することによって再度、一緒にすることができ、このフラクションは、ある他の方法で、さらに乾燥、凍結乾燥または濃縮が行われてもよい。フラクションはまた、ある他の方法で、乾燥、凍結乾燥または濃縮によって生成したオリゴ糖フラクションの全てまたは一部を含む乾燥形態と、ある他の方法で、乾燥、凍結乾燥または濃縮によって生成した多糖フラクションの全てまたは一部を含む乾燥形態とを混合することによって、再度、一緒にされてもよい。
最終組成物のオリゴ糖構成成分は、任意のタイプのオリゴ糖の1種または複数を含むことができる。例えば、オリゴ糖構成成分は、セロオリゴ糖、キシロオリゴ糖、混合連結グルカンオリゴ糖、マンノオリゴ糖、キシログルカンオリゴ糖、キトオリゴ糖、アラビノキシロオリゴ糖、または上述のオリゴ糖のいずれかの誘導体を含むことができる。
このような乾燥組成物または液体組成物のいずれも、この過程の任意の段階において、食料品、化粧品または栄養補助食品に配合するのに好適な成分と見なすことができる。これは、さらなる任意の精製、最適化、乾燥、溶解または任意の他のこのようなステップの前の、オリゴ糖フラクションと多糖フラクションとを再度、一緒にした後に形成される組成物などの、本方法の間の中間物と見なすことができる組成物を含み、本方法から得られた最終組成物を含む。
本明細書に記載されている通り、乾燥組成物は、乾燥および/または凍結乾燥によって形成されてもよい。乾燥組成物は、水、シロップ、ペースト、溶媒、アルコールなどを含めた様々な液体の溶液に溶解して、食料品、化粧品または栄養補助食品に配合するのに好適な液体組成物の成分を形成することができる。液体組成物は、キャンディー、チョコレートおよびヨーグルトなどの滑らかなテクスチャを必要とする食物において特に有用となり得る。
一部の実施形態では、オリゴ糖フラクションおよび多糖フラクションの修飾ならびに/または精製後、このフラクションの全てまたは一部は、次に、1:100~1:1、例えば1:10~1:1、1:90~1:2、1:80~1:3、1:70~1:4または1:60~1:5の多糖:オリゴ糖の比で再度、一緒にすることができる。特定の比は、最終成分の所望の特性、ならびにフラクションに適用された修飾および精製に依存し得る。
考えられている用途に好適なオリゴ糖生成物の組成物が一旦、得られると、さらなる処理および/または単離を行うことができる。組成物からの食料品、化粧品または栄養補助食品の誘導は、広範囲の潜在的使用をもたらすことができる。本明細書に記載されている成分は、オリゴ糖、糖、バルク甘味料、低強度甘味料または他の関連食物成分が慣用的に使用される用途に有用となり得る。
多糖切断酵素は、セルラーゼ、キシラナーゼ、キシログルカナーゼ、エンド-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、マンナナーゼ、リケナーゼ、または例えばAA9、AA10、AA11、AA13、AA14およびAA15からなる群から選択される溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)のうちの1つとすることができる。多糖切断酵素は、未消化多糖含有原料が5~75%、5~65%または5~50%残存するまで、T.reesei真菌および/または酵素反応から調製することができる。
多糖切断酵素は、触媒モジュールまたは非触媒モジュールに操作可能に連結されていてもよく、例えば、多糖切断酵素が、非触媒モジュールに操作可能に連結されていてもよく、非触媒モジュールが、炭水化物結合性モジュールである。
様々な実施形態では、1種または複数のオリゴ糖および1種または複数の多糖を分離した後に、1種または複数のオリゴ糖および1種または複数の多糖は、精製されてもよく、および/または還元、酸化、カラメル化またはMaillard反応などの化学的処理、物理的処理または酵素処理を受けてもよく、および/またはオリゴ糖の乾燥粉末と乾燥多糖粉末を一緒にすることによって再度、一緒にされてもよい。
一部の実施形態では、成分は、3種またはそれより多い、異なる分子量のオリゴ糖を含んでもよく、本方法は、酵素反応によって3種またはそれより多いオリゴ糖を形成するステップを含むことができ、この場合、酵素反応は、溶液または懸濁液中で、1種または複数の多糖切断酵素および1種または複数の原料を接触させるステップを含む。
III.食料品、化粧品または栄養補助食品成分
組成物
本組成物の多糖構成成分は、1種または複数の任意のタイプの多糖を含むことができる。例えば、多糖は、セルロース、リグノセルロース、キシラン、混合連結グルカン、マンナン、キシログルカン、キチン、キトサン、または上述の多糖のいずれかの誘導体を含むことができる。
本組成物または成分は、様々なオリゴ糖を含んでもよい。本組成物は、例えば、組成物の所望の特性に応じて、様々な量のオリゴ糖を含むことができる。一部の例では、本組成物は、2~6の重合度を有するセロオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば、乾燥重量で少なくとも30%含むことができ、および/または、本組成物は、2~12の重合度を有するキシロオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば、乾燥重量で少なくとも30%含むことができ、および/または、本組成物は、2~5の重合度を有する混合連結グルカンオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば乾燥重量で少なくとも30%含むことができ、および/または、本組成物は、2~12の重合度を有するマンノオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば、乾燥重量で少なくとも30%含むことができ、および/または、本組成物は、4~12の重合度を有するキシログルカンオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば、乾燥重量で少なくとも30%含むことができ、および/または、本組成物は、2~12の重合度を有するキトオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば、乾燥重量で少なくとも30%含むことができ、および/または、本組成物は、3~15の重合度を有するアラビノキシロオリゴ糖を、乾燥重量で少なくとも20%、例えば、乾燥重量で少なくとも30%含むことができる。ある特定の実施形態では、本組成物は、上記のオリゴ糖を乾燥重量で最大で100%を含むことができ、したがって、オリゴ糖が乾燥重量で少なくとも20%で存在する上記の実施形態は、7種のタイプのオリゴ糖の全てを含むわけではないことが理解され得る。
様々な実施形態では、本組成物または成分は、2~6の重合度を有する、約5%~約50%w/wのセロオリゴ糖を含むことができる。ある特定の実施形態では、本組成物または成分は、2~6の重合度を有する、約5%~約50%、約10%~約40%、約15%~約35%w/wのセロオリゴ糖を含むことができる。本組成物または成分は、2~6の重合度を有する、少なくとも5%、8%、10%、15%、20%または25%w/wのセロオリゴ糖を含むことができる。一部な実施形態では、本組成物または成分は、2~6の重合度を有する約20%~約90%w/wのセロオリゴ糖を含むことができる。ある特定の実施形態では、本組成物または成分は、2~6の重合度を有する、約5%~約95%、約10%~約92.5%、約30%~約80%、約40%~約70%または約50%~約60%w/wのセロオリゴ糖を含むことができる。
様々な実施形態では、本組成物または成分は、2~5の重合度を有する、約20%~約90%w/wのキシロオリゴ糖を含むことができる。ある特定の実施形態では、本組成物または成分は、2~5の重合度を有する、約5%~約95%、約10%~約92.5%、約30%~約80%、約40%~約70%または約50%~約60%w/wのキシロオリゴ糖を含むことができる。例えば、本組成物は、2~5の重合度を有する、少なくとも30%w/wのキシロオリゴ糖を含むことができる。本組成物または成分は、2~5の重合度を有する、少なくとも5%、8%、10%、15%、20%または25%w/wのキシロオリゴ糖を含むことができる。
ある特定の実施形態では、本組成物または成分は、3~12の重合度を有する、約0.1%~約15%w/wのアラビノキシロオリゴ糖を含むことができる。本組成物または成分は、3~12の重合度を有する、少なくとも0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wのアラビノキシロオリゴ糖を含むことができる。様々な実施形態では、本組成物または成分は、3~15の重合度を有する、約0.5%~約25%w/wのアラビノキシロオリゴ糖を含むことができる。本組成物または成分は、3~15の重合度を有する、少なくとも0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、30%または35%w/wのアラビノキシロオリゴ糖を含むことができる。
一部の実施形態では、食料品、化粧品または栄養補助食品の形成における、オリゴ糖混合物の使用が本明細書において提供され、オリゴ糖混合物は、以下:
i)2~6の重合度を有するセロオリゴ糖;
ii)2~12の重合度を有するキシロオリゴ糖;
iii)2~5の重合度を有する混合連結グルカンオリゴ糖;
iv)2~12の重合度を有するマンノオリゴ糖;
v)4~10の重合度を有するキシログルカンオリゴ糖;
vi)2~12の重合度を有するキトオリゴ糖;および/または
vii)3~15の重合度を有する、アラビノキシロオリゴ糖
からなるリストから選択される、2種のオリゴ糖を含み、2種のオリゴ糖は、互いに関して、1:9~9:1、1:4~4:1または2:3~3:2の比で存在し得る。
ある特定の場合、アラビノキシロオリゴ糖は、少なくとも0.1%のアラビノシル残基を含んでもよい。アラビノキシロオリゴ糖は、少なくとも0.1%、0.2%、0.5%、1%、5%または10%のアラビノシル残基を含んでもよい。
オリゴ糖の各々の量は、得られる食料品、化粧品または栄養補助食品の所望の特性に応じて、様々となり得る。例えば、2種のオリゴ糖は、互いに関して、1:9~1:1、1:2~1:1または2:3~1:1の比で存在し得る。
オリゴ糖混合物は、第3のオリゴ糖をさらに含んでもよい。オリゴ糖混合物は、第3のオリゴ糖および第4のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、第3のオリゴ糖、第4のオリゴ糖および第5のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、第3のオリゴ糖、第4のオリゴ糖、第5のオリゴ糖および第6のオリゴ糖をさらに含んでもよい。オリゴ糖混合物は、第3のオリゴ糖、第4のオリゴ糖、第5のオリゴ糖、第6のオリゴ糖および第7のオリゴ糖をさらに含んでもよい。これらのオリゴ糖は、上で提示した少なくとも2種のオリゴ糖と同じリストから選択されてもよい。
少なくとも2種のオリゴ糖のオリゴ糖混合物は、セロオリゴ糖、例えばセロオリゴ糖をキシロオリゴ糖と組み合わせて含んでもよい。代替的な組成物は、セロオリゴ糖をマンノオリゴ糖と組み合わせて含んでもよい。一部の実施形態では、オリゴ糖混合物は、セロオリゴ糖、キシロオリゴ糖およびアラビノキシロオリゴ糖を互いに組み合わせて含んでもよい。
少なくとも2種のオリゴ糖のオリゴ糖混合物は、多糖、例えばセルロースなどのセルロース系多糖、または多糖誘導体、例えばカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、または多糖凝集物、例えば、リグノセルロース系バイオマスの一部をさらに含むことができる。一部の例では、組合せ中での比は、1:100~1:1、例えば、1:90~1:2、1:80~1:3、1:70~1:4または1:60~1:5の多糖/多糖誘導体/多糖凝集物:オリゴ糖とすることができる。したがって、第1のオリゴ糖、第2のオリゴ糖および多糖の間の比は、2:2:1~30:30:1、例えば、約3:3:1とすることができる。
オリゴ糖の組合せ
組成物は、1種または複数のオリゴ糖の混合物を含んでもよい。オリゴ糖の混合物は、2種の形態またはタイプのオリゴ糖、例えば、セロオリゴ糖およびキシロオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖の混合物は、3種の形態のオリゴ糖、例えば、セロオリゴ糖、マンノオリゴ糖およびキシロオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖の混合物は、4種の形態のオリゴ糖、例えば、セロオリゴ糖、マンノオリゴ糖、混合連結グルカンオリゴ糖およびキトオリゴ糖を含んでもよい。
オリゴ糖混合物は、2種の形態のオリゴ糖、例えば、第1のオリゴ糖および第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約5%w/wの第1のオリゴ糖および約95%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約10%w/wの第1のオリゴ糖および約90%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約15%w/wの第1のオリゴ糖および約85%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約20%w/wの第1のオリゴ糖および約80%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約25%w/wの第1のオリゴ糖および約75%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約30%w/wの第1のオリゴ糖および約70%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約35%w/wの第1のオリゴ糖および約65%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約40%w/wの第1のオリゴ糖および約50%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、45%w/wの第1のオリゴ糖および55%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、50%w/wの第1のオリゴ糖および50%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、55%w/wの第1のオリゴ糖および45%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、60%w/wの第1のオリゴ糖および30%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、65%w/wの第1のオリゴ糖および35%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、70%w/wの第1のオリゴ糖および30%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、75%w/wの第1のオリゴ糖および25%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、80%w/wの第1のオリゴ糖および20%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、85%w/wの第1のオリゴ糖および15%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、90%w/wの第1のオリゴ糖および10%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、95%w/wの第1のオリゴ糖および5%w/wの第2のオリゴ糖を含んでもよい。一部の場合、第1のオリゴ糖は、セロオリゴ糖であってもよく、第2のオリゴ糖は、キシロオリゴ糖であってもよい。一部の例では、第1のオリゴ糖は、セロオリゴ糖であってもよく、第2のオリゴ糖は、マンノオリゴ糖であってもよい。一部の実施形態では、第1のオリゴ糖は、キシロオリゴ糖であってもよく、第2のオリゴ糖は、マンノオリゴ糖であってもよい。第1のオリゴ糖と第2のオリゴ糖の他の組合せもまた、本開示の範囲内にある。
オリゴ糖混合物は、3種の形態のオリゴ糖、例えば第1のオリゴ糖、第2のオリゴ糖および第3のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約20%w/wの第1のオリゴ糖、40%w/wの第2のオリゴ糖および40%w/wの第3のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約30%w/wの第1のオリゴ糖、30%w/wの第2のオリゴ糖および40%w/wの第3のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約10%w/wの第1のオリゴ糖、10%w/wの第2のオリゴ糖および80%w/wの第3のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約20%w/wの第1のオリゴ糖、20%w/wの第2のオリゴ糖および60%w/wの第3のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖混合物は、約20%w/wの第1のオリゴ糖、30%w/wの第2のオリゴ糖および50%w/wの第3のオリゴ糖を含んでもよい。一部の例では、第1のオリゴ糖は、マンノオリゴ糖であってもよく、第2のオリゴ糖は、キシロオリゴ糖であってもよく、第3のオリゴ糖は、セロオリゴ糖であってもよい。一部の例では、第1のオリゴ糖は、キシログルカンオリゴ糖であってもよく、第2のオリゴ糖は、キシロオリゴ糖であってもよく、第3のオリゴ糖は、セロオリゴ糖であってもよい。第1のオリゴ糖、第2のオリゴ糖および第3のオリゴ糖の他の組合せもまた、本開示の範囲内にある。
オリゴ糖混合物は、2種またはそれより多いオリゴ糖、すなわち第1のオリゴ糖、および第1のオリゴ糖とは異なる第2のオリゴ糖を含んでもよい。例えば、第1のオリゴ糖は、キシロオリゴ糖、またはセロオリゴ糖、またはマンノオリゴ糖、または本明細書において提示されている他のオリゴ糖であってもよい一方、第2のオリゴ糖は、キシロオリゴ糖、またはセロオリゴ糖、またはマンノオリゴ糖、または第1のオリゴ糖として使用されていない他のオリゴ糖とすることができる。別の言い方をすれば、第1のオリゴ糖は、第2のオリゴ糖(例えば、第1のオリゴ糖は、第2のオリゴ糖とは異なるタイプのオリゴ糖とすることができる)と異なることができる。混合物中の第1のオリゴ糖の第2のオリゴ糖に対する比は、約1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8または1:9とすることができる。
混合物中の第1のオリゴ糖の第2のオリゴ糖に対する比は、約2:1、2:3、2:5、2:7または2:9とすることができる。オリゴ糖は、セロオリゴ糖、マンノオリゴ糖、キシロオリゴ糖、キシログルカンオリゴ糖、混合連結オリゴ糖、キトオリゴ糖、アラビノキシロオリゴ糖、または本明細書において提示されている他のオリゴ糖であってもよく、第1のオリゴ糖は、第2のオリゴ糖とは異なるオリゴ糖となるよう選択される。言い換えると、第1のオリゴ糖は、第2のオリゴ糖とは異なるタイプのオリゴ糖であってもよい。
混合物中の第1のオリゴ糖の第2のオリゴ糖に対する比は、約3:1、3:2、3:4、3:5、3:7または3:8とすることができる。オリゴ糖は、セロオリゴ糖、マンノオリゴ糖、キシロオリゴ糖、キシログルカンオリゴ糖、混合連結オリゴ糖、キトオリゴ糖、アラビノキシロオリゴ糖、または本明細書において提示されている他のオリゴ糖であってもよく、第1のオリゴ糖は、第2のオリゴ糖とは異なるオリゴ糖となるよう選択される。
2種またはそれより多いオリゴ糖を含むオリゴ糖混合物中の第1のオリゴ糖の第2のオリゴ糖に対する比は、1:9~9:1、1:4~4:1、1:3~3:1または2:3~3:2とすることができる。オリゴ糖は、セロオリゴ糖、マンノオリゴ糖、キシロオリゴ糖、キシログルカンオリゴ糖、混合連結オリゴ糖、キトオリゴ糖、アラビノキシロオリゴ糖、または本明細書において提示されている他のオリゴ糖であってもよく、第1のオリゴ糖は、第2のオリゴ糖とは異なるオリゴ糖となるよう選択される。
一部の場合、本組成物または成分は、少なくとも1%w/w、2%w/w、3%w/w、4%w/w、5%w/w、10%w/w、15%w/w、20%w/w、25%w/w、30%w/w、またはそれより多いセロビオース、キシロビオース、マンノビオース(例えば、Man-β-1,4-Man)、Glc-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Glc、ラミナリビオース、ゲンチオビオース、ソフォロース、マルトース、ラクトースまたはスクロースを含んでもよい。ある特定の場合、本組成物または成分は、少なくとも1%w/w、2%w/w、3%w/w、4%w/w、5%w/w、10%w/w、15%w/w、20%w/w、25%w/w、30%w/wまたはそれより多い、セロトリオース、キシロトリオース、モノアラビノシル化キシロビオース、モノグルクロノシル化キシロビオース、マルトトリオース、マンノトリオース(例えば、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man)、Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Glc、Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Glc、Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Glc、Glc-β-1,4-Glc-β-1,4-Man、Glc-β-1,3-Glc-β-1,4-GlcまたはGlc-β-1,4-Glc-β-1,3-Glcを含んでもよい。ある特定の例では、本組成物または成分は、少なくとも1%w/w、2%w/w、3%w/w、4%w/w、5%w/w、10%w/w、15%w/w、20%w/w、25%w/w、30%w/wまたはそれより多い、キシロテトラオース、セロテトラオース、モノアラビノシル化キシロトリオース、モノグルクロノシル化キシロトリオース、ジアラビノシル化キシロビオース、ジグルクロノシル化キシロビオース、マルトテトラオース、マンノテトラオース(例えば、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man)、Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man-β-1,4-Glc、Glc-β-1,4-Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Glc-β-1,4-Man、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Glc、Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Man、Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Man-β-1,4-Glc、Man-β-1,4-Glc-β-1,4-Man-β-1,4-Glc、Glc-β-1,3-Glc-β-1,4-Glc-1,4-Glc、Glc-β-1,4-Glc-β-1,3-Glc-1,4-Glc、Glc-β-1,4-Glc-β-1,4-Glc-1,3-GlcまたはGlc-β-1,3-Glc-β-1,4-Glc-1,3-Glcを含んでもよい。ある特定の場合、本組成物または成分は、少なくとも0.01%w/w、0.05%w/w、0.1%w/w、0.5%w/w、1%w/w、2%w/w、5%w/w、10%w/w、15%w/w、20%w/wまたはそれより多い、キシロペンタオース、セロペンタオース、モノアラビノシル化キシロテトラオース、モノグルクロノシル化キシロテトラオース、ジアラビノシル化キシロトリオース、ジグルクロノシル化キシロトリオース、マルトペンタオース、マンノペンタオース(例えば、Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man-β-1,4-Man)、混合連結グルカン誘導化五糖またはマンナン誘導化五糖を含んでもよい。
本組成物または成分は、1%~50%、5%~40%、10%~30%または15%~25%w/wのセロビオースを含んでもよい。本組成物または成分は、2.5%~90%、5%~80%、10%~70%または20%~60%w/wのキシロビオースを含んでもよい。本組成物または成分は、2.5%~75%、5%~50%、10%~40%または20%~30%w/wのキシロトリオースを含んでもよい。
様々な重合度を有するオリゴ糖組成物
本組成物中のオリゴ糖の平均重合度は、1~50、1.5~25、2~15、2.1~10、2.1~7または2.2~5とすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度2を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約80%w/wとすることができる。重合度2を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、25%または30%w/wとすることができる。重合度2を有するキシロオリゴ糖の濃度はより高く、一部の場合、例えば、最大で35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%または80%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度3を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度3を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度4を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度5を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度6を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約5%~約25%w/wとすることができる。重合度6を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%または25%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度7を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度7を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、17%または20%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度8を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約1%~約15%w/wとすることができる。重合度8を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度9を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度9を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度10を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度10を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度11を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度11を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシロオリゴ糖混合物中の重合度12を有するキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度12を有するキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
セロオリゴ糖混合物中の重合度2を有するセロオリゴ糖の濃度は、約2%~約80%w/wとすることができる。重合度2を有するセロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、25%または30%w/wとすることができる。重合度2を有するセロオリゴ糖の濃度はより高く、一部の場合、例えば、少なくとも35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%または80%w/wとすることができる。
セロオリゴ糖混合物中の重合度3を有するセロオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度3を有するセロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
セロオリゴ糖混合物中の重合度4を有するセロオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有するセロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
セロオリゴ糖混合物中の重合度5を有するセロオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有するセロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
セロオリゴ糖混合物中の重合度6を有するセロオリゴ糖の濃度は、約5%~約25%w/wとすることができる。重合度6を有するセロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%または25%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度2を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約30%w/wとすることができる。重合度2を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、25%または30%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度3を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度3を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度4を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度5を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度6を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約5%~約25%w/wとすることができる。重合度6を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%または25%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度7を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度7を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、17%または20%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度8を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約1%~約15%w/wとすることができる。重合度8を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度9を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度9を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度10を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度10を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度11を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度11を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
マンノオリゴ糖混合物中の重合度12を有するマンノオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度12を有するマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度4を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度5を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度6を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約5%~約25%w/wとすることができる。重合度6を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%または25%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度7を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度7を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、17%または20%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度8を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約1%~約15%w/wとすることができる。重合度8を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度9を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度9を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キシログルカンオリゴ糖混合物中の重合度10を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度10を有するキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
混合連結グルカンオリゴ糖混合物中の重合度2を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、約2%~約30%w/wとすることができる。重合度2を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、25%または30%w/wとすることができる。
混合連結グルカンオリゴ糖混合物中の重合度3を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度3を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
混合連結グルカンオリゴ糖混合物中の重合度4を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
混合連結グルカンオリゴ糖混合物中の重合度5を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有する混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度2を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約30%w/wとすることができる。重合度2を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、25%または30%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度3を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度3を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度4を有するキトオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度5を有するキトオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度6を有するキトオリゴ糖の濃度は、約5%~約25%w/wとすることができる。重合度6を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%または25%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度7を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度7を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、17%または20%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度8を有するキトオリゴ糖の濃度は、約1%~約15%w/wとすることができる。重合度8を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度9を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度9を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度10を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度10を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度11を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度11を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
キトオリゴ糖混合物中の重合度12を有するキトオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度12を有するキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度3を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度3を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度4を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度4を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度5を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約5%~約20%w/wとすることができる。重合度5を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、7%、8%、10%、12%、15%、18%または20%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度6を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約5%~約25%w/wとすることができる。重合度6を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%または25%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度7を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約20%w/wとすることができる。重合度7を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも2%、4%、6%、8%、10%、12%、15%、17%または20%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度8を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約1%~約15%w/wとすることができる。重合度8を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度9を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度9を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度10を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度10を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度11を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度11を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度12を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度12を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度13を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度13を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度14を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度14を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度15を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約2%~約15%w/wとすることができる。重合度15を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
アラビノキシロオリゴ糖混合物中の重合度3~12を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約0.1%~約15%w/wとすることができる。重合度3~12を有するアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%または15%w/wとすることができる。
単糖、多糖および/またはオリゴ糖の組合せを含む組成物
一部の実施形態では、本組成物または成分(例えば、ヒトの飲食のための成分)は、水溶性であってもよい。水中の成分の溶解度は、50℃において、100gの水あたり成分が少なくとも80gとすることができる。
成分は液体と一緒にされて、液体成分を形成することができる。一部の場合、液体成分の粘度は、コーンシロップの粘度と同等となり得るか、またはこれに類似し得る。一部の他の場合、液体成分の粘度は、高フルクトースコーンシロップの粘度と同等となり得るか、またはこれに類似し得る。例えば、液体成分は、5cps~100,000cps、8,000cps~100,000cps、10,000cps~50,000cpsまたは15,000cps~25,000cpsの粘度を有することができる。さらに液体成分は、コーンシロップまたは高フルクトースコーンシロップよりも、グラムあたり少ないカロリーを有することができる。液体成分は、コーンシロップまたは高フルクトースコーンシロップよりも、低いグリセミック指数を有することができる。
一部の実施形態では、液体は、水または任意の他の好適な液体を含むことができる。液体成分は、乾燥重量で、少なくとも5%、10%、20%、30%、40%または50%の少なくとも1種のオリゴ糖を含むことができる。さらに、液体成分は、乾燥重量で、少なくとも0.2%、0.5%、1%、2%、3%、5%または10%の少なくとも1種の多糖を含むことができる。例えば、液体成分は、乾燥重量で、少なくとも20%の少なくとも1種のオリゴ糖、および乾燥重量で、少なくとも2%の少なくとも1種の多糖を含むことができる。少なくとも1種のオリゴ糖および少なくとも1種の多糖の他の組合せもまた、本開示の範囲内にある。
液体成分は、乾燥重量で、少なくとも0.2%、0.5%、1%、2%、3%、5%または10%のキシランを含む。液体成分は、乾燥重量で、少なくとも0.2%、0.5%、1%、2%、3%、5%または10%のマンナンを含んでもよい。液体成分は、乾燥重量で、少なくとも0.2%、0.5%、1%、2%、3%、5%または10%のセルロース誘導体を含んでもよい。
様々な例では、液体成分は、0.1%~50%、0.1%~40%、0.1%~30%、0.1%~20%、0.1%~10%、0.5%~50%または1%~50%w/vの多糖の濃度を有することができる。例えば、液体成分は、0.1%~50%w/vの多糖の濃度を有することができる。液体成分は、1:200~1:1、1:150~1:1、1:125~1:1、1:100~1:1、1:90~1:1、1:80~1:1、1:70~1:1、1:60および1:1、1:50および1:1、1:25および1:1または1:10および1:1の比の量の多糖およびオリゴ糖を含むことができる。例えば、液体成分は、1:100~1:1の比の量の多糖およびオリゴ糖を含むことができる。
1種または複数の可溶性多糖は、マンナン、キシラン、混合連結グルカン、リグノセルロース、ヘミセルロース、セルロース誘導体、キトサン、キシログルカン、または任意の他の好適な可溶性多糖のうちの少なくとも1種を含むことができる。セルロース誘導体は、酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、または任意の他の好適なセルロース誘導体のうちの少なくとも1種を含むことができる。
バイオマスは、サトウキビバイオマス、トウモロコシバイオマス、小麦バイオマス、広葉樹バイオマス、針葉樹バイオマスまたは任意の他の好適なバイオマスのうちの少なくとも1種を含むことができる。
ある特定の例では、ヒトの飲食のための組成物は、可溶性多糖、および(i)2~6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;(ii)2~12のDPを有するキシロオリゴ糖;(iii)2~12のDPを有するマンノオリゴ糖;(iv)3~15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;(v)2~5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;または(vi)2~12のDPを有するキトオリゴ糖のうちの少なくとも1種を含むオリゴ糖を含むことができる。本組成物は、乾燥重量で、5%未満の可溶性多糖を含むことがある。一部の場合、本組成物は、乾燥重量で、1%、2%、5%、7.5%、10%または20%未満の可溶性多糖を含むことがある。一部の実施形態では、本組成物は不溶性多糖を含まないことがあるか、または実質的に含まないことがある。
組成物は、多糖およびオリゴ糖の組合せを含んでもよい。一部の実施形態では、組成物は、オリゴ糖および可溶性多糖の組合せを含んでもよい。このような組成物中の多糖(または可溶性多糖)源は、バイオマスなどのセルロース、例えば、オリゴ糖を生成した反応と同じ反応からの未消化バイオマスなどの部分的に消化されたバイオマスの未消化構成成分を含有してもよい。未消化バイオマス中の多糖は、リグニン、ポリフェノール、セルロース、リグノセルロース、または本明細書に記載されている任意の他の好適な多糖を含むことができる。多糖(例えば、可溶性多糖)のオリゴ糖混合物への添加を行い、オリゴ糖混合物の胃腸管での許容性を改善することができる。オリゴ糖の飲食は、下痢、不快感および膨満を含めた、胃腸管の苦痛を引き起こす恐れがある。本明細書に記載されている組成物は、市販されている糖組成物、または主に単糖および/もしくは二糖を含む糖組成物に比べて、不快感、膨満、下痢もしくは胃腸管の苦痛がほとんどない、または全くないなどの改善された胃腸管の許容性を有することができる。例えば、本明細書において提供されている組成物の1つまたは複数を摂取する対象は、市販されている糖組成物、または主に単糖および/もしくは二糖を含む糖組成物を対象が仮に摂取する場合、または摂取した場合と比べて、不快感、膨満、下痢もしくは胃腸管の苦痛がほとんどない、または全くないなどの改善された胃腸管の許容性を有することができる。
組成物中の未消化バイオマスの濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中の未消化バイオマスの濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中の未消化バイオマスの濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中の未消化バイオマスの濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中の未消化バイオマスの濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中の可溶性多糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中の可溶性多糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中の可溶性多糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中の可溶性多糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中の可溶性多糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中のキシロオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中のキシロオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中のキシロオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中のキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中のキシロオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中のセロオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中のセロオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中のセロオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中のセロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中のセロオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
一部の実施形態では、本組成物は、少なくとも5%w/wのセロオリゴ糖および少なくとも5%w/wの第2のオリゴ糖(例えば、少なくとも、5%w/wのキシロオリゴ糖、マンノオリゴ糖、混合連結グルカンオリゴ糖、キシログルカンオリゴ糖、キトオリゴ糖、アラビノキシロオリゴ糖、または任意の他の好適なオリゴ糖)を含むことができる。
組成物中のマンノオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中のマンノオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中のマンノオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中のマンノオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中のマンノオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中のキトオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中のキトオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中のキトオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中のキトオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中のキトオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中のキシログルカンオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中のキシログルカンオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中のキシログルカンオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中のキシログルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中のキシログルカンオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中の混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中の混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中の混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中の混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中の混合連結グルカンオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物中のアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、1%~50%w/wとすることができる。組成物中のアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、1%~5%、1%~10%、1%~15%、1%~20%、1%~25%、1%~30%、1%~35%、1%~40%、1%~45%、1%~50%、5%~10%、5%~15%、5%~20%、5%~25%、5%~30%、5%~35%、5%~40%、5%~45%、5%~50%、10%~15%、10%~20%、10%~25%、10%~30%、10%~35%、10%~40%、10%~45%、10%~50%、15%~20%、15%~25%、15%~30%、15%~35%、15%~40%、15%~45%、15%~50%、20%~25%、20%~30%、20%~35%、20%~40%、20%~45%、20%~50%、25%~30%、25%~35%、25%~40%、25%~45%、25%~50%、30%~35%、30%~40%、30%~45%、30%~50%、35%~40%、35%~45%、35%~50%、40%~45%、40%~50%、または45%~50%w/wとすることができる。組成物中のアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、約1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。組成物中のアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%または45%w/wとすることができる。組成物中のアラビノキシロオリゴ糖の濃度は、最大でも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。
組成物は、1種または複数の多糖(例えば、1種または複数の可溶性多糖)および1種または複数のオリゴ糖を含んでもよい。本組成物は、多糖および1種のタイプのオリゴ糖を含んでもよい。本組成物は、1つの多糖または複数の多糖および2種の形態のオリゴ糖を含んでもよい。本組成物は、1つの多糖または複数の多糖および3種の形態のオリゴ糖を含んでもよい。本組成物は、1つの多糖または複数の多糖および4種の形態のオリゴ糖を含んでもよい。本組成物は、1つの多糖または複数の多糖および5種の形態のオリゴ糖を含んでもよい。オリゴ糖は、キシロオリゴ糖、セロオリゴ糖、マンノオリゴ糖、混合連結グルカンオリゴ糖、キシログルカンオリゴ糖、キトオリゴ糖、アラビノキシロオリゴ糖、または本明細書に記載されている任意の他の好適なオリゴ糖とすることができる。
本組成物は、未消化バイオマスまたは抽出した可溶性多糖のタイプなどの約1%~50%w/wの多糖、および約5%~約95%w/wのオリゴ糖を含むことができる。多糖の組成は、少なくとも約1%、2%、2.5%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wとすることができる。このような混合物中のオリゴ糖は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%w/wより多く存在してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、5%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、2.5%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約5%w/wの多糖、および約5%~約95%w/wのオリゴ糖を含むことができる。このような混合物中のオリゴ糖は、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または95%w/wより多く存在してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、5%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、5%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約7%w/wの多糖、および約5%~約93%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%または93%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、7%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、7%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約10%w/wの多糖、および約5%~約90%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または90%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、10%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、10%の多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約12%w/wの多糖、および約5%~約95%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%または88%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、12%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、12%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約15%w/wの多糖、および約5%~約85%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%または85%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、15%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、15%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約20%w/wの多糖、および約5%~約80%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%または80%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、20%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、20%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約25%w/wの多糖、および約5%~約75%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%または75%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、25%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、25%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約30%w/wの多糖、および約5%~約70%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%または70%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、30%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、30%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約40%w/wの多糖、および約5%~約60%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%または60%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、40%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、40%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
本組成物は、未消化バイオマスのタイプなどの約50%w/wの多糖、および約5%~約50%w/wのオリゴ糖を含むことができる。オリゴ糖は、少なくとも5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%または50%w/wのこのような混合物を形成してもよい。オリゴ糖は、1種または複数のオリゴ糖の混合物であってもよい。例えば、組成物は、50%w/wの未消化バイオマス、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。別の例では、組成物は、50%w/wの可溶性多糖、および50%w/wの本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。
一部の実施形態では、本組成物または成分は、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%または40%w/w未満単の糖を含む場合がある。例えば、本組成物は、20%w/w未満単の糖を含む場合がある。本組成物は、10%~40%、15%~30%、18%~25%または約20%w/wの単糖を含んでもよい。一部の実施形態では、本組成物または成分は、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%または40%w/w未満のグルコースを含む場合がある。例えば、本組成物は、10%w/w未満のグルコースを含む場合がある。本組成物は、10%~40%、15%~30%、18%~25%または約20%w/wのグルコースを含んでもよい。一部の実施形態では、本組成物または成分は、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%または40%w/w未満のキシロースを含む場合がある。例えば、本組成物は、10%w/w未満のキシロースを含む場合がある。本組成物は、10%~40%、15%~30%、18%~25%または約20%w/wのキシロースを含んでもよい。
ある特定の場合、本組成物または成分内のグルコース残基のキシロース残基に対する比(例えば、グルコース:キシロース)は、1:1~1:9、1:1~1:7、1:1~1:5、1:1~1:3または1:1~1:2とすることができる。
ある特定の実施形態では、本組成物は、30%、40%、50%、60%、65%、70%、75%または80%w/w未満の二糖を含む場合がある。例えば、本組成物は、70%w/w未満の二糖を含む場合がある。本組成物は、10%~95%、15%~90%、20%~80%、30%~70%または40%~60%w/wの二糖を含んでもよい。本組成物は、5%~95%、10%~92.5%、15%~90%、20%~70%、30%~60%または40%~50%の二糖を含んでもよい。様々な実施形態では、本組成物は、少なくとも0.5%、1%、2.5%、5%、7.5%、10%、15%または20%w/wの三糖を含んでもよい。例えば、本組成物は、少なくとも5%w/wの三糖を含んでもよい。様々な実施形態では、本組成物は、少なくとも0.5%、1%、2.5%、5%、7.5%、10%、15%または20%w/wの三糖を含んでもよい。例えば、本組成物は、少なくとも5%w/wの三糖を含んでもよい。本組成物は、1%~75%、2.5%~60%、5%~50%、10%~40%または20%~30%の三糖を含んでもよい。一部の場合、本組成物は、少なくとも0.1%、0.5%、1%、2.5%、5%、7.5%、10%、15%または20%w/wの四糖を含んでもよい。例えば、本組成物は、少なくとも1%w/wの四糖を含んでもよい。様々な場合では、本組成物は、少なくとも0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%、0.5%、1%、2.5%、5%、7.5%w/wの五糖を含んでもよい。例えば、本組成物は、少なくとも0.1%w/wの五糖を含んでもよい。
成分としての組成物の使用
一部の実施形態では、本組成物は、成分(例えば、食料品中)である。ある特定の実施形態では、成分は、乾燥重量で、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%または99.5%の糖を存在して含む。成分は、糖から本質的になることができる。例えば、成分は、乾燥重量で、0.5%、0.3%または0.1%未満の他の物質を含む場合がある。
成分は、本明細書の他の場所に記載されているオリゴ糖混合物を含んでもよい。成分は、少なくとも2種のオリゴ糖を含むことができる。例えば、成分は、3種のオリゴ糖を含むことができる。成分は、4種のオリゴ糖を含むことができる。成分は、5種のオリゴ糖を含むことができる。成分は、6種のオリゴ糖を含むことができる。成分は、7種のオリゴ糖を含むことができる。
一部の実施形態では、成分は、セロオリゴ糖、例えば、セロオリゴ糖を、キシロオリゴ糖と組み合わせて含む。代替的な成分は、セロオリゴ糖をマンノオリゴ糖と組み合わせて含むことができる。
成分は、最終製品を調製するために使用することができる。成分はまた、食料品、化粧品または栄養補助食品に配合する前またはその間に、ある物理的方法または化学的方法で処理されてもよい。成分は、製品に直接配合されてもよく、または例えば、ドウ、ケーキ混合物、チョコレート混合物または他の食料品前駆体;化粧品基礎組成物;または栄養補助食品に配合されてもよく、例えば、化学修飾、テクスチャの変化、色調の変化または他の修飾を引き起こすことができる方法で調理されてもよいか、またはそうでない場合、処理されてもよい。
食料品、化粧品または栄養補助食品は、本明細書に記載されている成分から生成され得る。例えば、食品産業では、現在の方法によって生成される糖配合物は、甘味料、増量剤、添加食物繊維または保水剤として使用されてもよい。成分は、糖代用品として使用されてもよい。成分は、例えば、好まれる味もしくは色調特徴をもたらすため、または食事の繊維含有量を増加するため、ケーキ、パンもしくは他の焼き菓子、またはチョコレート、またはタフィー、ファッジ、メレンゲ、ジャム、ゼリーもしくはカラメルなどの他の菓子;または飲料に配合されてもよい。ある特定の例では、成分は、例えば、単離した成分として、または酵素反応混合物を飼料として直接、利用することによってのどちらかで、動物用飼料に配合されてもよい。
化粧品産業では、糖は、質感および水分保持を改善し、UV吸収分子として作用し、ゲルまたはクリームの構造を維持し、および/または増量剤として働くことができるので、成分として有用となり得る。本明細書に記載されている組成物がもたらす食物繊維は、消化器の健康、十分に調節された腸内フローラおよび健康生活への他の利益を振興することができるので、それらは、栄養補助食品組成物に配合することができる。この文脈では、本明細書に記載されている組成物はまた、プロバイオティック飲料、または他のプレバイオティック配合物もしくはプロバイオティック配合物における成分として機能することもある。
本明細書に記載されている組成物または成分は、最終製品の1つまたは複数の特性を改変するために使用することができる。このような特性には、以下に限定されないが、甘味、テクスチャ、口当たり、結合性、艶出し、滑らかさ、湿り気、粘度、色調、吸湿性、風味、嵩増し、水分保持、カラメル化、表面の質感、結晶化、構造特性および溶解が含まれる。
一部の場合、本明細書に記載されている組成物および/または成分は、主に単糖および/または二糖を含む糖混合物によって実現される同じ特性に同等の、またはこれより優れた特性を最終製品にもたらすことができる。対照組成物は、飲食品、例えば、グルコース、フルクトースなどの単糖組成物、スクロースなどの二糖組成物、または人工糖組成物に一般に使用される糖とすることができる。対照組成物は、卓上用糖、コーンシロップ、高フルクトースコーンシロップまたは任意の他の好適な組成物とすることができる。用語「同等な」は、本明細書で使用する場合、2つの組成物は、最大で100%、最大で95%、最大で90%または最大で80%同一となり得ることを一般に意味する。例えば、同等なとは、本組成物が、対照組成物と最大で90%同一であることを意味することができる。
一部の場合、本明細書に記載されている組成物は、甘味料組成物として使用されてもよい。甘味料組成物は、それ自体で、または最終製品中の成分として使用されてもよい。本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物とほぼ同じレベルの甘味、またはそれより強い甘味をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品における甘味料として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。一部の場合、組成物中の甘味は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%高くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の風味プロファイルまたはそれより優れた風味プロファイルをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品における風味増強剤として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。一部の場合、組成物中の風味は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%高くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等のテクスチャプロファイルまたはそれより優れたテクスチャプロファイルをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品におけるテクスチャ増強剤として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の結合性プロファイルまたはそれより優れた結合性プロファイルをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品における結合性増強剤として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の艶出しプロファイルまたはそれより優れた艶出しプロファイルをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品における艶出し増強剤として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の湿り気またはそれより優れた湿り気をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品において、湿り気をもたらすよう、対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の色調プロファイルまたはそれより優れた色調プロファイルをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品における色調増強剤として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の溶解プロファイルまたはそれより優れた溶解プロファイルをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。本明細書に記載されている組成物は、最終製品における溶解増強剤として対照組成物を置き換えるために使用されてもよい。一部の場合、組成物の溶解は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%高くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の口当たりまたはそれより優れた口当たりをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の粘度またはそれより優れた粘度をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の吸湿性またはそれより優れた吸湿性をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。一部の場合、組成物の吸湿性は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%高くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の水分保持またはそれより優れた水分保持をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。一部の場合、組成物の水分保持は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%高くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物よりカロリーが低い組成物を提供することができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。一部の場合、組成物のカロリー数は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%低くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物より低いグリセミック指数をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。一部の場合、組成物のグリセミック指数は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%低くあり得る。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の嵩増しまたはそれより優れた嵩増しをもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等のカラメル化またはそれより優れたカラメル化をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の表面の質感またはそれより優れた表面の質感をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の結晶化またはそれより優れた結晶化をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と同等の構造特性を実現することができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
本明細書に記載されている組成物は、同量の対照組成物と比べて、少ない後味を実現することができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。
オリゴ糖の異なる組成物は、単独で使用されるオリゴ糖に比べて、改善された溶解プロファイル、吸湿性プロファイルおよび味感プロファイルを有することができる。
本明細書に記載されている組成物または成分は、食料品または栄養補助食品などの最終製品の繊維含有量を増加するために使用されてもよい。本組成物は、最終製品において、同量の対照組成物と比べると、一層高いレベルの繊維をもたらすことができ、この場合、対照組成物は、主に、単糖および/または二糖を含む。一部の場合、本組成物は、味感、甘味、口当たり、テクスチャ、結合性、または本明細書に記載されている任意の他の特性などの任意の他の特性に負の影響を及ぼすことなく、または実質的に負の影響を及ぼすことなく、最終製品の繊維含有量を改善することができる。一部の場合、組成物の繊維含有量は、同量の対照組成物よりも5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、70%、80%、90%または100%多く存在し得る。
成分は、食料品または栄養補助食品または化粧品などの最終製品の特性を改変するために使用することができる。最終製品の特性を改変するため、最終製品は、多糖、例えばセルロースなどのセルロース系多糖、または多糖誘導体、例えばカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、または多糖凝集物、例えば、リグノセルロース系バイオマスの一部をさらに含むことができる。一部の例では、最終製品は、乾燥重量で、0%より多く40%までの多糖、多糖誘導体または多糖凝集物、例えば、乾燥重量で、1%より多く30%までの多糖、多糖誘導体または多糖凝集物、例えば、乾燥重量で、5%より多く25%までの多糖、多糖誘導体または多糖凝集物、例えば、乾燥重量で、10%より多く20%までの多糖、多糖誘導体または多糖凝集物を含むことができる。
最終製品中の多糖、およびオリゴ糖の混合物を含む組成物の濃度は、0.1%~40%w/wのいずれかとすることができる。最終製品中の多糖、およびオリゴ糖の混合物を含む組成物の濃度は、約0.1%~約0.5%、約0.1%~約1%、約0.1%~約5%、約0.1%~約10%、約0.1%~約15%、約0.1%~約20%、約0.1%~約25%、約0.1%~約30%、約0.1%~約35%、約0.1%~約40%、約0.5%~約1%、約0.5%~約5%、約0.5%~約10%、約0.5%~約15%、約0.5%~約20%、約0.5%~約25%、約0.5%~約30%、約0.5%~約35%、約0.5%~約40%、約1%~約5%、約1%~約10%、約1%~約15%、約1%~約20%、約1%~約25%、約1%~約30%、約1%~約35%、約1%~約40%、約5%~約10%、約5%~約15%、約5%~約20%、約5%~約25%、約5%~約30%、約5%~約35%、約5%~約40%、約10%~約15%、約10%~約20%、約10%~約25%、約10%~約30%、約10%~約35%、約10%~約40%、約15%~約20%、約15%~約25%、約15%~約30%、約15%~約35%、約15%~約40%、約20%~約25%、約20%~約30%、約20%~約35%、約20%~約40%、約25%~約30%、約25%~約35%、約25%~約40%、約30%~約35%、約30%~約40%、または約35%~約40%w/wとすることができる。最終製品中の多糖、およびオリゴ糖の混合物を含む組成物の濃度は、約0.1%、約0.5%、約1%、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%または約40%w/wとすることができる。最終製品中の多糖、およびオリゴ糖の混合物を含む組成物の濃度は、少なくとも0.1%、0.5%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%または35%w/wとすることができる。最終製品中の多糖、およびオリゴ糖の混合物を含む組成物の濃度は、最大でも0.5%、1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%または40%w/wとすることができる。
一部の場合、オリゴ糖混合物(例えば、セロオリゴ糖およびキシロオリゴ糖)は、飲食可能な組成物または成分の少なくとも20%、30%、40%、50%、60%または70%w/wを形成することができる。例えば、50%w/wのセロオリゴ糖およびキシロオリゴ糖の組合せが、飲食可能な組成物または成分を形成することができる。
一部の例では、成分は、トウモロコシ穂軸抽出物(MCE)を含むことができる。MCEは、アラビノキシロオリゴ糖、キシロオリゴ糖、セロオリゴ糖およびセルロースから主になるオリゴ糖の混合物とすることができる。ある特定の例では、オリゴ糖は、非消化性であってもよく、または実質的に非消化性であってもよい。アラビノキシロオリゴ糖は、アラビノース側鎖により置換されているβ-(1→4)結合によって連結されているキシロース主鎖を有するオリゴマーとすることができる。アラビノキシロオリゴ糖は、非消化性であってもよい。アラビノキシロオリゴ糖は、アラビノキシランの加水分解によって生成することができる(アラビノース側鎖により置換されているβ-(1→4)結合したキシロース単位からなる多糖)。さらに、アラビノキシロオリゴ糖は、3~15の重合度(DP)を有することができる。
様々な例では、キシロオリゴ糖は、β-(1→4)結合によって連結されているキシロース主鎖を有するオリゴマーとすることができる。キシロオリゴ糖は、非消化性とすることができる。キシロオリゴ糖は、アラビノキシランの加水分解によって生成することができる。さらに、キシロオリゴ糖は、2~8のDPを有することができる。
ある特定の例では、セロオリゴ糖は、β-(1→4)結合によって連結されているグルコース主鎖を有するオリゴマーとすることができる。セロオリゴ糖は、非消化性とすることができる。セロオリゴ糖は、セルロースの加水分解によって生成することができる(β-(1→4)結合したグルコース単位からなる多糖)。さらに、セロオリゴ糖は、2~4のDPを有することができ、大部分が2のDPを有する。
IV.例示的な実施形態
生成したオリゴ糖と後で組み合わせるための可溶性多糖を抽出する例示的な方法
図8は、生成したオリゴ糖と後で組み合わせて成分を形成するための、可溶性多糖を抽出する方法の実施形態を示す、単純化したフローダイヤグラムである。
例示されている方法では、酵素処理150の前の、可溶性多糖140の少なくとも一部の抽出または取り出しにより、生成したオリゴ糖との組合せ144のために、可溶性多糖の少なくとも一部が保持されるか、または確保されて、成分105を形成することが確実になり得る。一部の他の方法(図示せず)では、可溶性多糖は酵素処理の前に抽出されないので、可溶性多糖は、1種または複数の酵素によって消化され得る。例示されている方法の成分105は、実質的に可溶性または完全に可溶性の状態にあり得る、甘味料または糖代用品とすることができる。したがって、成分105は、シロップ様製品(例えば、粘性液体)として送り込むことができる。一部の場合、成分105は、コーンシロップ、高フルクトースコーンシロップ、メープルシロップ、ハチミツ、糖蜜(treacle)、糖蜜(golden syrup)、糖液、デキストロースシロップ、フルクトースシロップ、アガベシロップ、ナツメヤシシロップ、玄米麦芽シロップ、ココナッツシロップ、コーンシロップまたは食料品中の他の好適な液体甘味料に対する代替品または部分代替品となり得る。
図示されている通り、バイオマス107(例えば、トウモロコシ穂軸または任意の他の好適なバイオマス)は、物理的事前処理済み110(例えば、バイオマスを細砕するまたは物理的に事前処理する任意の他の好適な方法によって)とすることができる。次に、物理的に処理されたバイオマス112に、熱化学的事前処理130が施され得るか、またはこのバイオマスはこの処理を受けることができる(例えば、15%w/vの細砕したトウモロコシ穂軸を、1時間、1%w/v NaOH中で加熱することができる)。一部の実施形態では、熱化学的事前処理130の後に、中和ステップ(図示せず)が続き、その後に、物理的事前処理済みバイオマス112から可溶性化合物または物質140を抽出する。可溶性化合物または物質140の抽出は、物理的事前処理済みバイオマス112の液体部分(例えば、上清)を取り出すことを含むことができる。液体部分は、物理的事前処理済みバイオマス112からの可溶性化合物146を含むことができる。可溶性化合物146は、可溶性多糖を含むことができる。ある特定の実施形態では、次に、液体部分(可溶性化合物または物質146を含む)の15%を、熱化学的事前処理済みバイオマス112から抽出することができるか、または取り出すことができる。次に、可溶性化合物または物質146(例えば、可溶性多糖)を含む抽出部分に、1つまたは複数の精製ステップ142b(例えば、限外濾過)が施され、可溶性多糖147を濃縮することができる。
さらに、ステップ140において抽出されない液体部分は、可溶性化合物または物質146および不溶性化合物または物質148を含むことができる。例えば、液体部分の15%が上記の通り抽出される場合、物理的事前処理済みバイオマス112(液体部分の85%を含む)の残りの部分は、可溶性多糖および不溶性多糖を含むことができる。次に、可溶性化合物または物質146および不溶性化合物または物質148を含む溶液に、本明細書において開示されている酵素処理150を施すことができるか、または上記の溶液はこの処理を受けることができる。例えば、可溶性化合物または物質146および不溶性化合物または物質148を含む溶液に、1種または複数の多糖切断酵素を0.5%w/vまで添加して、50℃で24時間、インキュベートすることができる。次に、酵素処理したバイオマス151は、処理済み(例えば、濾過済み)152となり、未消化バイオマスの少なくとも一部が取り出され得る。ある特定の場合、取り出された未消化バイオマスは、廃棄され得るかまたは受け入れが排除される。次に、消化されたバイオマス141に精製142a(例えば、イオン交換クロマトグラフィー、ナノ濾過、マイクロ濾過、限外濾過または精製の任意の他の好適な方法)が施されるか、または上記のバイオマスは上記の精製を受けて、本明細書に記載されているオリゴ糖154を濃縮することができる。抽出、単離および/または精製したオリゴ糖154、ならびに抽出、単離および/または精製した可溶性多糖147は、一緒にされて、混合されて、およびまたは噴霧乾燥されて成分105を形成することができる。
単糖および/または二糖を除去するようバイオマスを前処理する例示的な方法
図9は、酵素処理の前に単糖および/または二糖を除去するためバイオマスを前処理する方法の実施形態を示す、簡略化した流れ図である。
図9の実施形態は、いくつかの点で図8の実施形態の構成要素またはステップに似た構成要素またはステップを含んでいてもよい。例えば図9の実施形態は、図8の物理的前処理210に似ていてもよい、物理的に前処理するステップ110を含む。例示される実施形態は類似の特徴を有していてもよいことが理解されよう。したがって同様の特徴は同様の参照番号で示され、先頭の桁は各参照番号ごとに100ずつ増大する。例えば、物理的前処理は、図8において「110」と指定され、類似の物理的前処理は、図9において「210」と指示される。このように、同様に特定された特徴に関する上述の関連ある開示は、以後、繰り返さなくてもよい。さらに、図9に示される方法および関連ある構成要素またはステップの特定の特徴は、図面において参照番号によって示されなくても特定されなくてもよく、あるいは以下に続く文書にした記述で特に論じられなくてもよい。しかしながらそのような特徴は、他の実施形態に示されるおよび/またはそのような実施形態に関して記述される特徴と、明らかに同じであってもよくまたは実質的に同じであってもよい。したがってそのような特徴の関連ある記述は、図9の方法および関連ある構成要素またはステップの特徴に等しく適用される。図8に例示される方法に関して記述された特徴およびその変形例の任意の適切な組合せは、図9の方法および構成要素またはステップで用いることができ、その逆も同様である。この開示のパターンは、後続の図および/または以下の記述に示されるさらなる実施形態に等しく適用される。
例示されるように、物理的に前処理されたバイオマス212の穏やかな前処理220(例えば、本明細書で提供されるような洗浄またはインキュベーションサイクル)は、可溶性化合物246を除去すること224を含むことができる。ある特定の場合、可溶性化合物246は、単糖および/または二糖を含むことができる。次いで除去された可溶性単糖および/または二糖は、廃棄されおよび/または却下することができる。したがって穏やかな前処理220は、バイオマス207から可溶性の単糖および/または二糖を除去するため、実行しまたは行うことができる。
バイオマス207は、物理的に前処理210(例えば、細断)することができ、次いで物理的に前処理されたバイオマス212を穏やかな前処理220に供しまたは受けることができ、例えば洗浄しまたはインキュベート(例えば、25℃の水中で30分間)することができる。次いで可溶性の糖246(例えば、可溶性の単糖および/または二糖は)を、穏やかに前処理されたバイオマス226を含む溶液から除去することができる。次いで穏やかに前処理されたバイオマス226は、強力な前処理230に供するまたは受けることができる。ある特定の場合、強力な前処理230は、熱化学的前処理とすることができる。例えば、穏やかに前処理されたバイオマス226は、1%w/vのNaOH中、100℃で60分間、処理することができる。一部の実施形態では、強力な前処理230の後に、中和ステップ(図示せず)を行い、その後、酵素処理250を行うことができる。次いで強力に前処理されたバイオマス232は、本明細書で論じられるように酵素250で処理することができる。さらに、下流の加工260はその後、酵素処理されたバイオマス251上で実行されて、成分205を発生させることができる。
オリゴ糖と組み合わせるために可溶性多糖を抽出する追加の例示的な実施形態
ある場合には、本開示は、食材、化粧品、または栄養補給成分を生成するために植物バイオマス材料を処理する新規な方法に関する。
砂糖の多い食品および飲料は、世界中の文化および生活習慣の重要な部分であるが、それらが含有する砂糖は、人々における肥満症、糖尿病、不十分な歯の健康、および破壊的な行動に連関されてきた。このため、消費者の好みは砂糖含有食品からシフトしつつあり、政府は、少ない砂糖の消費を奨励するよう益々規制をかけつつある。
したがって、産業界は、食物および飲料中の糖を代用するため、数十年もの間、好適な低カロリー甘味料を探索してきた。不運なことに、多くの糖代用品が、非天然源から生成されており、多くの場合、その甘味と共に潜在的な苦み、または他の不快な味感をもたらし、それらのどちらも、消費者には魅力がない。さらに、多数の甘味料は、食物および飲料中の糖の甘味を模倣することができるが、嵩の付与、テクスチャの調節、構造の提供、保存剤としての作用、ならびにカラメル化およびMaillard反応による色調および風味の調節などの、食物において糖が果たす役割を広範囲に模倣することができるものはほとんどない。
食物繊維は、ポジティブダイエットの重要な部分であり、消化器の健康および十分に調節された腸内フローラを維持するのを助ける。そのような繊維は、様々な鎖長およびタイプの糖を含む。広範な食品中に天然に見出されるのに加え、繊維は個別に生成することもでき、それらの製造中に他の食品に添加することもできる。
バイオマスは、砂糖を置き換えるのにおよび繊維を食品に添加するのに使用することができる、糖の良好な供給源である。しかしながら、これらの糖がバイオマスから得られかつ食材、化粧品、または栄養補給成分として有用な組成物に加工するプロセスを、最適化することが依然として求められている。
まず、糖は一般に、制御された分解によって生成される必要がある。成分中の種々の量の種々のサイズの糖は、その栄養価、および作製するのに成分が使用される生成物のテクスチャなどの性質に影響を及ぼす吸湿性などの他の性質にも、影響を及ぼす可能性がある。多糖は胃腸耐性を改善することができるので、成分が多糖を含むことも望ましいとすることができる。しかしながら、既に公知の方法の酵素反応中に一部の特に望ましい多糖が破壊される速度に起因して、これらの望ましい多糖を単離し次いで成分中に組み込むことは難しい。
さらに、キャンディー、チョコレート、およびヨーグルトなど、滑らかなテクスチャを必要とする食品は、一般に成分を可溶にして滑らかなテクスチャを実現することを必要とする。不溶性ポリマー材料を含む成分は、ざらついたテクスチャをもたらす可能性がある。しかしながら、ある特定の多糖の不溶性に起因して、全体として可溶な、特にバイオマスの単片からのワンポットプロセスで多糖を含む組成物を作製するのが難しくなる可能性がある。典型的には、可溶性多糖は、不溶性多糖よりも素早く分解し、したがって植物バイオマスを酵素に曝露した後、既に公知の方法と同様に、可溶性多糖は全体が分解され、不溶性多糖のみが残される。
意外にも、多糖を単離し可溶性食材、化粧品、または栄養補給成分であってオリゴ糖を含むものに組み込むことができ、したがって成分の胃腸耐性を増大させると共にそれを滑らかなテクスチャの食品に使用することが可能になるという利益が維持される方法が、本明細書では明らかにされてきた。多糖は、他の所望の糖が、効率的で合理化された生成プロセスを提供することから得られるものと同じ植物バイオマスから単離することができる。
したがって本開示の第1の態様では、食材、化粧品、または栄養補給成分を生成するための方法であって:
a)1種または複数の可溶性多糖および1種または複数の不溶性多糖を含む、植物バイオマスを用意するステップ;
b)植物バイオマスを処理して、1種または複数の可溶性多糖を溶解するステップ;
c)溶解した1種または複数の可溶性多糖の一部を除去するステップ;
d)残りの植物バイオマスと、1種または複数の酵素とを反応させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;
e)1種または複数のオリゴ糖を除去するステップ;および
f)ステップ(c)からの溶解した1種または複数の可溶性多糖の部分と、ステップ(e)からの1種または複数のオリゴ糖とを組み合わせて、成分を形成するステップ
を含む方法が提供される。
したがって、本開示の方法によって得ることができる食材、化粧品、または栄養補給成分も提供される。
本開示の別の態様では:
i)2から6の重合度を有するセロオリゴ糖;
ii)2から12の重合度を有するキシロオリゴ糖;
iii)2から12の重合度を有するマンノオリゴ糖;
iv)2から5の重合度を有する混合連結グルカンオリゴ糖;
v)4から12の重合度を有するキシログルカンオリゴ糖;および
vi)2から12の重合度を有するキトオリゴ糖
からなるリストから選択される少なくとも1種のオリゴ糖と、
i)キシラン;
ii)マンナン;
iii)セルロース誘導体;
iv)混合連結グルカン;
v)キシログルカン;および
vi)キトサン
からなるリストから選択される少なくとも1種の多糖と
を含み、液体成分が、少なくとも1種のオリゴ糖を少なくとも20乾燥重量%、および少なくとも1種の多糖を少なくとも2乾燥重量%含み、液体成分が、5から100,000cpsの粘度を有する、
食材、化粧品、または栄養液体成分が提供される。
食材、化粧品、または栄養補給成分の、本明細書で提供される手法での調製は、可溶性成分が作製されるように同じバイオマス源からオリゴマーおよびポリマー材料を組み込むことによって、バイオマスの効率的な使用を可能にすることができる。さらに方法は、精製、誘導体化、またはその他の修飾、ならびにオリゴマーおよびポリマーの割合の制御を可能にすることができ、それが機能特性、栄養特性、および成分の耐性を改善することができる。
適切な多糖を含む任意の物質は、植物バイオマスであってもよい。食材、化粧品、および栄養補給産業は、広く様々なオリゴ糖を使用するので、方法に適した多糖は特に限定されない。本開示のオリゴ糖プロファイルを生成するのに適した植物バイオマスは、例えばセルロース、リグノセルロース、キチン、キトサン、キシラン(グルクロノキシラン、アラビノキシラン、およびグルクロノアラビノキシランなど)、キシログルカン、混合連結グルカン、および/またはマンナン(グルコマンナン、ガラクトマンナン、またはガラクトグルコマンナンなど)を含んでいてもよく、しかしながら、適切に作用することができる任意の植物バイオマスが考えられる。植物バイオマスが含む、1種または複数の可溶性多糖は、下記:マンナン、混合連結グルカン、リグノセルロース、ヘミセルロース、ある特定のセルロース誘導体、例えば酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびヒドロキシメチルセルロース、ならびにキトサンのいずれか1種を含んでいてもよい。一部の実施形態では、植物バイオマスはヘミセルロースを含む。ある特定の実施形態では、ヘミセルロースはキシランおよび/またはマンナンを含む。
したがって、植物バイオマスは、穀物、穀物の籾、豆のさや、種皮、および/またはその他の種子材料;海藻;トウモロコシ茎葉、藁、バガス、ススキ、モロコシ残留物、スイッチグラス、竹、および/またはその他の単子葉組織;ホテイアオイ、葉組織、根、および/またはその他の植物質;および/または適切な植物バイオマスの任意の組合せであってもよい。ある場合には、植物バイオマスは、サトウキビバイオマス(サトウキビバガスなど)、トウモロコシバイオマス(トウモロコシ穂軸またはトウモロコシ茎葉など)、小麦バイオマス(麦わら、ふすまなど)、広葉樹または針葉樹を含み、または適切にこれらからなる。ある場合には、植物バイオマスは、トウモロコシ穂軸、サトウキビバガス、麦わら、または稲藁を含む。
様々な場合に、ステップ(b)で、「処理する」は、植物バイオマスの熱化学処理である。本明細書で使用される「熱化学的」は、一般に、水、アルカリ、またはイオン性溶媒を含む溶液中で加熱するなど、化学物質中の植物バイオマスを室温よりも高く(室温は、約20℃から22℃とすることができる)加熱することを指す。熱化学的ステップは、植物バイオマスの化学成分を物理的および化学的に修飾することができる。例えば、水またはアルカリからの遊離水酸化物イオンは、いくつかのタイプの糖の可溶化を可能にする糖、例えばヘミセルロース間の水素結合を破壊することができ、後続のステップで酵素によってさらに容易に糖を分裂させることが、より可能になる。これらの破壊された水素結合は、鎖の三次構造に寄与する同じ糖鎖のモノマー間にあるものであってもよい。破壊された水素結合は、1つまたはそれより多くの鎖の第四級構造に寄与する種々の糖鎖のモノマー間にあってもよい。その後、処理は、使用される化学物質中に溶解される、可溶性の1種または複数の多糖(即ち、水酸化物イオンの破壊を特に受け易い多糖、例えばヘミセルロース)をもたらすことができる。セルロースなどの、不溶性である1種または複数の多糖は、化学物質中に溶解しない。
処理ステップ(b)の加熱は、適切には30℃から180℃、50℃から150℃、または70℃から120℃の温度範囲であってもよい。より高い温度は、可溶性多糖が素早く溶解するのを助けることができるが高過ぎる温度は効率的にかつ費用効果的に実現することが難しくなる可能性があり、糖を含むバイオマス成分を化学的に修飾することができる(例えば、望ましくない手法で)。
加熱は、時間規模の範囲で生じてもよく、特に大量のバイオマスが、相応に調節することができる、より長い期間にわたって加熱に曝露されてもよい。例えば、植物バイオマスの加熱は、1分から72時間、10分から24時間、20分から12時間、または25分から8時間とすることができる。
ある場合には、熱化学処理は、水中での、即ち約pH7の中性pHで、植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。
ある特定の場合、熱化学処理は、8から14、9から14、または10から14のpHを有するアルカリ溶液中での植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。溶液は:水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、および水性アンモニアから選択されるアルカリのいずれか1種を含んでいてもよく、またはそのようないずれか1種から適切になってもよい。様々な場合に、アルカリは、水酸化ナトリウムであってもよい。列挙されるアルカリの組合せも考えられる。
多数の種々の連続熱化学処理ステップも考えられる。例えば、2つの連続する熱化学処理であってもよく、3つの連続する熱化学処理であってもよく、または4つもしくはそれよりも多くの連続する熱化学処理であってもよい。ある場合には、バイオマスは、中性水性溶液中で熱化学的に処理され、次いでアルカリ水性溶液中で熱化学的に処理されてもよい。
処理ステップ後、ステップ(c)は、溶解した1種または複数の可溶性多糖の一部を除去することを含むことができる。このステップの目的は、可溶性多糖が分解されないように、したがって後続の酵素反応で失われないように、植物バイオマスから可溶性多糖を単離し除去することとすることができる。このことは、後のステップで成分を形成するときに、これら多糖の使用を可能にすることができる。溶解した多糖の全てまたはその一部は、最終成分中の所望の量に応じて除去されてもよい。可溶性多糖は、可溶性多糖が溶解される化学物質の濾過などの単純なステップを使用して除去することができる。
ステップd)は、溶液および/または懸濁液の形をとってもよい残りの植物バイオマスを、1種または複数の酵素と反応させて、1種または複数のオリゴ糖を形成することを含む。残りの植物バイオマス溶液および/または懸濁液中に存在する可溶性および不溶性の多糖は、1種または複数の酵素によってオリゴ糖(例えば、有用なオリゴ糖)に部分的にまたは完全に切断し、おそらくは部分的に切断されたまたは切断されていない多糖であって、セルロース、キシラン(グルクロノキシラン、アラビノキシラン、またはグルクロノアラビノキシランなど)、マンナン(グルコマンナン、ガラクトマンナン、またはガラクトグルコマンナンなど)、混合連結グルカン、キシログルカン、キチン、キトサン、またはリグノセルロースを含んでいてもよいものとすることができる。
酵素反応は、適切な反応槽内の、溶液および/または懸濁液中で生じ得る。酵素反応は、酵素および植物バイオマスの特定の組合せに適した温度または温度プロトコールで生じてもよく、反応は、生成物が所望の濃度に達するまでまたはいくつかのその他の要件を満たすまで、ある特定の長さの時間にわたり進行させてもよい。
酵素と植物バイオマスとの間の最適な接触を確実にするために、反応混合物を常にまたはある間隔で撹拌してもよい。撹拌は、反応槽全体をリズミカルに移動させる形、ファンまたはその他の撹拌デバイスの形、気泡のスパージングの形、あるいは任意のその他の撹拌方法の形をとってもよい。
酵素反応は、微生物発酵であってもよい。温度および反応時間は、使用される微生物有機体の成長に適切とすることができる。微生物有機体は、本開示のオリゴ糖の生成に適した酵素を生成するために、遺伝的に改変されてもよい。微生物は、例えば細菌、例えばEscherichia coli、または真菌、例えばSaccharomyces cerevisiae、Aspergillus niger、もしくはTrichoderma reeseiであってもよい。
本開示では、本開示の酵素または酵素の混合物が生成されるよう、対象微生物を修飾するのに適した発現ベクターがさらに具体化される。望む場合には、酵素の生成を誘発させることができるプラスミドまたは任意のその他の核酸であってもよい発現ベクターは、外因性酵素の発現を制御するように、下記の調節配列:熱ショック遺伝子の調節配列、毒性遺伝子の調節配列、および胞子形成遺伝子の調節配列の1種または複数を含んでいてもよい。
酵素反応は、使用される酵素および基質に適した温度または温度プロトコールで実施することができる。例えば、約10℃から約100℃、約20℃から約70℃、または約30℃から約60℃の範囲の一定温度で実施されてもよい。酵素反応が微生物発酵の形をとる場合、温度は、例えば酵素反応がE.coliの成長を含み得るように適切なものであってもよく、および/または温度は一定であり約37℃であってもよい。
溶液または懸濁液のpHは、酵素の活性に影響を及ぼし得る。pHの制御は、適切な速度で酵素反応が進行するのを確実にしてもよい。本開示の酵素反応は、約2から約10、約3から約8、または約4から約6の範囲のpHで行ってもよい。
酵素反応は、ある特定の期間、継続させた後に、クエンチ処理することができ、生成物が単離されるか、そうでない場合、採集される。この期間は、約1分から約6日、約0.5日から約5日、または約16時間から約96時間であってもよい。反応は、代替として、さらなる触媒作用が起こらなくなるまで進行させてもよい。
酵素反応は、75%未満、70%未満、65%未満、55%未満、または50%未満の未消化多糖含有植物バイオマスが残されるまで、実行し続けることができる。これは、アントロンアッセイなどの還元エンドアッセイによって、および/または薄層クロマトグラフィーおよび高性能陰イオン交換クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法によって、モニタリングまたは確認することができる。反応は、全ての多糖がオリゴ糖に変換されるまで実行してもよい。
本発明の方法の酵素反応での使用に適した多くの酵素がある。例えば、「溶解性多糖モノオキシゲナーゼ」および「LPMO」は、銅を含む部分を使用して、および二酸素、過酸化物、または任意のその他の酸素供給源の分子などの酸素供給源、および適切な還元剤を使用して、多糖を酸化的に切断することができる酵素の種類である。したがって、LPMOが使用される場合、酵素反応は好気性条件下で実施されてもよい。適切な還元剤は特に限定されず、その例には、アスコルビン酸、没食子酸、システイン、NADH、NADPH、ピロガロール、ジチオトレイトール、シアノ水素化ホウ素、水素化ホウ素、光合成顔料、リグニン、リグノール、ならびにセロビオースとセロビオースデヒドロゲナーゼの組合せが含まれる。広く様々な光合成顔料が使用されてもよい。一部の実施形態では、チラコイドおよび精製された画分またはクロロフィリンが使用されてもよく、光が供給されてもよい。LPMOは、下記のファミリー:AA9、AA10、AA11、AA13、AA14、およびAA15から選択することができる。様々な場合において、LPMOは、PaLPMO9E(配列番号1)、最初に子嚢菌Podospora anserinaから単離されたAA9 LPMOであってもよく、またはLPMOは、Trichoderma reesei(配列番号23)からのAA9 LPMOであってもよい。
好気性条件は、空気などの酸素を含む気体による基質混合物の通気によって提供され得る酸素の添加を含んでいてもよい。通気は、空気噴射機、通気フリット、膜システム、または内部ループエアリフト反応機などの様々なシステムによる、水性基質混合物中への、酸素を含む気泡の導入によって実行されてもよい。酵素反応における分子状酸素の濃度は、約4mg/Lから約14mg/Lであってもよい。
方法で使用することができる、別のタイプの酵素は、セルロースに対して加水分解活性を有する「セルラーゼ」であり、例えばエンド-1,4-ベータ-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、および/またはベータ-グルコシダーゼ活性である。そのような酵素は、植物バイオマスで見出されるセルロースを含む、1つまたは複数の形のセルロースにおいて、グリコシド結合を切断することができる。そのようにすることで、グルコースおよびセロオリゴ糖を含む生成物を生成する。ある特定の場合には、ベータ-グルカナーゼは、Aspergillus niger(配列番号12、13、および14)およびTrichoderma reesei(配列番号24および25)から誘導されたものなど、GH5、GH7、およびGH12酵素からの酵素を含んでいてもよい。
別のタイプの酵素は、セルロースに対して加水分解活性を有し、生成物として主にセロビオースを生成する「セロビオヒドロラーゼ」である。セロビオースは、二糖であり、セロオリゴ糖である。そのような酵素は、植物バイオマスに見出されるセルロースを含む1つまたは複数の形のセルロースにおいてグリコシド結合を切断することができる。様々な場合において、セロビオヒドロラーゼは、GH6およびGH7酵素ファミリーからのもの、Trichoderma reesei由来のCel6AまたはCel7A酵素(それぞれ、配列番号10および11)であってもよい。
別のタイプの酵素は、セルロースに対する加水分解活性を有し、生成物として主にグルコースを生成する「ベータ-グルコシダーゼ」である。そのような酵素は、植物バイオマスに見出されるセルロースを含む1つまたは複数の形のセルロースのグリコシド結合を切断することができる。一部の実施形態では、ベータ-グルコシダーゼは、Trichoderma reeseiからのものなどの、GH3ベータ-グルコシダーゼを含んでいてもよい(配列番号22)。
別のタイプの酵素は:GH5、GH7、GH8、GH9、GH12、GH16、GH17、またはGH26ファミリーから選択され得るリケナーゼである。一部の実施形態では、リケナーゼは、GH16酵素、例えばBacillus subtilis由来のGH16酵素(配列番号2)であってもよい。酵素は、例えば、β-1,3およびβ-1,4結合の混合物を含むグルカンである混合連結グルカンに作用することができ、それらをβ-1,4グリコシド結合で切断してもよい。リケナーゼが混合連結グルカンに作用する場合、生成されたβ-グルカンは、約3から約7残基のサイズ範囲内に大部分が包含されてもよく、したがって食品、化粧品、および栄養補給において特に有用である。混合連結グルカンは、草およびトクサファミリーのメンバーが豊富であり、したがって藁などの草をベースにしたバイオマスは、高レベルの混合連結グルカンを有し、リケナーゼで役立つように作用し得る。
別のタイプの酵素は、例えば、キシラン骨格を含む、植物バイオマスに作用し得るキシラナーゼである。キシラナーゼは、例えば、グルクロノキシラナーゼ、アラビノキシラナーゼ、またはグルクロノアラビノキシラナーゼであってもよい。酵素は、グルクロノキシラン、アラビノキシラン、およびグルクロノアラビノキシランなど、キシラン骨格を有する様々なポリマーに対して活性であってもよい。これらのポリマーは、様々な植物バイオマス中で豊富であり、例えば広葉樹および針葉樹の両方が適切な多糖を含んでいてもよく、この広葉樹はしばしばグルクロノキシランを含みかつ針葉樹はしばしばアラビノグルクロノキシランを含むものである。ある場合には、キシラナーゼは、Ruminiclostridium thermocellum(配列番号3)およびGonapodya prolifera(配列番号4)からのGH5キシラナーゼ、ならびにDickeya chrysanthemi(配列番号5)、Bacillus subtilis(配列番号6)、Bacteroides ovatus(配列番号7)、およびTrichoderma reesei(配列番号15)からのGH30キシラナーゼを含んでいてもよい。
本開示で有用な他の酵素は、植物病原性微生物を含む数多くの生物によって生成される、キシログルカナーゼおよびキシログルカンエンドグルカナーゼ(XEG)を含んでいてもよい。それらは、キシログルカン、ヘミセルロースβ-1,4グルカン鎖であって、キシロースで装飾された、高等植物の一次細胞壁で豊富なものに作用することができ、キシロース残基の一部はガラクトースなどの他の残基でさらに装飾される。適切なキシログルカナーゼまたはXEGがキシログルカンに作用する場合、生成物は、食材、化粧品、および栄養補給産業で有用な長さの主鎖を有するキシログルカンオリゴ糖を含む。ある場合には、キシログルカナーゼは、Bacteroides ovatusからのGH5キシログルカナーゼ(配列番号8)およびTrichoderma reeseiからのGH74キシログルカナーゼを含んでいてもよい。
任意の所与の天然植物バイオマスは、種々の多糖の混合物を含むようであるので、場合によっては種々の酵素の混合物が有益である可能性もあるようである。そのような混合物は、任意のその他の酵素の1種または複数を含んでいてもよい。例えば、そのような混合物は、エンド-グルカナーゼと共にLPMOを、リケナーゼと共にキシラナーゼを、マンナーゼと共にセロビオヒドロラーゼを、またはセロビオヒドロラーゼと共にエンド-グルカナーゼを含んでいてもよく、その酵素パートナーは、例えば1:100から100:1のモル比で存在する。
ある特定の場合には、1種または複数の酵素は、種々の酵素のカクテルであってもよく、例えば粗製または半粗製の酵素調製物であってもよい。本明細書で使用される「粗製酵素調製物」という用語は、一般に、抽出後に最小限の加工を受けた微生物発酵から抽出された可溶性調製物を指し、例えば典型的には、調製物は、不溶性成分を除去するために濾過のみを受けてもよい。本明細書で使用される「半粗製酵素調製物」という用語は、一般に、抽出後のいくらかの加工を受けた微生物発酵から抽出された可溶性調製物を指し、例えば調製物は、不溶性成分を除去するために、酵素濃度を増大させながら濾過を受けてもよく、および/または小分子量化合物を除去するのにナノ濾過を受けてもよい。
ある特定の場合に、粗製または半粗製酵素調製物は、細菌または真菌からのものであってもよい。一部の実施形態では、粗製または半粗製酵素調製物は、TrichodermaまたはAspergillus種などからの糸状セルロース分解性真菌などの、真菌からのものであってもよい。ある特定の実施形態では、酵素は、Trichoderma reesei株からの粗製または半粗製酵素調製物であってもよい。
ステップ(e)では、ステップ(d)で形成された1種または複数のオリゴ糖が除去され、これはいくつかの手法で行われてもよい。それらは溶解度に基づいて単離されてもよく、したがって可溶性の糖のみの組成物がさらなる加工のために抽出され、および/またはクロマトグラフィーによって単離されて、より狭いバンドのオリゴ糖鎖長を持つ組成物を生成するようになる。単離は、例えば沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、精密濾過、またはナノ濾過をベースにしてもよい。溶解度をベースにした単離が実施される場合、単離された組成物中に存在する糖のプロファイルは、種々の糖の溶解度は種々の割合で長さと共に低下するので、当初の酵素反応に依存し得る。
本開示の範囲内で、成分を形成するために1種または複数の溶解した多糖と組み合わせる前にさらなる生成物が生成されるよう、除去された1種または複数のオリゴ糖の全てまたは部分のさらなる処理も考えられる。このさらなる処理は、任意の化学的、物理的、または酵素的ステップ、例えば還元、例えば還元性アミノ化であって、適切な場合には;酸化、カラメル化、Schiff塩基による修飾、またはMaillard反応を介して、またはそのようなステップの任意の組合せによるものを含んでいてもよく、所望の目的のために改善される性質を有する種々の生成物を提供してもよい。例えば、カラメル化特性、発熱量、フレーバー、および色が修正されてもよい。オリゴ糖は、例えば沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、精密濾過、またはナノ濾過を通して、精製されてもよい。
本開示の範囲内で、成分を形成するため1種または複数の除去されたオリゴ糖と組み合わせる前に、改善された性質を持つ生成物が生成されるよう、溶解した1種または複数の可溶性多糖の全てまたは部分のさらなる処理も考えられる。このさらなる処理は、任意の化学的、物理的、または酵素的ステップ、例えばアルキル化または酸処理を含んでいてもよい。多糖は、例えば沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、精密濾過、またはナノ濾過を通して精製されてもよい。
ある場合には、オリゴ糖および多糖の修飾および/または精製の後、次いでそれらの全てまたは部分が、ステップ(f)におけるように組み合わされ、1:100から1:1、1:10から1:1、1:90から1:2、1:80から1:3、1:70から1:4、または1:60から1:5の多糖:オリゴ糖の比であってもよい。特定の比は、最終成分の所望の性質ならびに糖に適用されてきた修飾および精製に依存する可能性がある。ある特定の実施形態では、除去されたオリゴ糖および多糖の全てを再度組み合わせることを必要としない。
ステップ(f)では、組合せは様々な手法で、例えば1種または複数の可溶性多糖の全てまたは部分を含む溶液と、1種または複数の除去されたオリゴ糖の全てまたは部分を含む溶液および/または懸濁液とを混合することによって行ってもよく、これをさらに噴霧乾燥、凍結乾燥、または何らかのその他の手法でさらに凝縮してもよい。可溶性多糖および除去されたオリゴ糖は、それらをステップ(e)で除去した後、噴霧乾燥、凍結乾燥、または何らかのその他の手法での凝縮によって生成された1種または複数の除去されたオリゴ糖の全てまたは部分を含む乾燥形態を混合することによって組み合わされてもよく、この乾燥形態は、ステップ(c)でそれらを除去した後、噴霧乾燥、凍結乾燥、または何らかのその他の手法での凝縮によって生成された1種または複数の可溶性多糖の全てまたは部分を含むものである。あるいは、(i)1種または複数の可溶性多糖、または(ii)除去されたオリゴ糖の1種は、乾燥形態であってもよく、その他は、組み合わされた場合に溶液状態にあってもよい。
成分が乾燥形態にあるとき、方法はさらに、成分を液体に混合し溶解して、液体成分を形成するステップ(g)を含んでいてもよい。様々な場合に、液体は、水などの水性溶液であってもよい。
ステップ(f)で形成された成分およびステップ(g)で形成された液体成分および本開示の第2の態様のものは、所望の性質に応じて様々なオリゴ糖を様々な量で含んでいてもよい。ある場合には、成分および液体成分は、2から6の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のセロオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、2から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のキシロオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、2から5の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%の混合連結グルカンオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、2から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のマンノオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、4から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のキシログルカンオリゴ糖を含んでいてもよく、および/または成分は、2から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のキトオリゴ糖を含んでいてもよい。ある場合には、成分は、本明細書に記述される上記オリゴ糖および多糖を最大で100乾燥重量%含むことができ、したがってオリゴ糖が少なくとも20乾燥重量%で存在する上記実施形態は、5または6タイプのオリゴ糖を含まない。
成分および液体成分は、存在する糖の少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、または99.5乾燥重量%を含んでいてもよい。成分および液体成分は、本質的に糖からなるものであってもよい。例えば成分は、0.5乾燥重量%未満または0.3乾燥重量%未満、例えば0.1乾燥重量%のその他の物質を有していてもよい。
ある特定の場合、液体成分は、5から100,000cps、10から80,000cps、20から60,000cps、30から40,000cps、40から20,000cps、または50から10,000cpsの粘度を有することができる。液体成分が飲料中に含まれることになる場合、約20から300cps、50から200cps、または100から150cpsなどの低いシロップ粘度が望ましいと考えられる。より高い粘度の値は、チョコレートの作製などの適用例で望ましいと考えられ、したがって液体成分がシロップ中にあることが望まれる場合、約8,000から100,000、約10,000から50,000cps、または約15,000から25,000cpsの範囲の粘度を有していてもよい。粘度値は、標準試験手順を使用するBrookfield HDB VEロト粘度計を使用した試験に従い、400mLの試料がトール形ビーカーに採取されて、確実に容器効果が生じないようにする。機器は、範囲に関して製造業者の使用説明書に従い操作する(スピンドルコード61、スピンドル速度100rpm、および22℃を使用するロト粘度計)。
ある場合には、液体成分は、100から350秒、150から300秒、または200から250秒の流量を有することができる。本明細書で使用される「流量」は、一般に、単位時間当たりに通過する流体の体積を指す。本明細書で指定される流量値は、他に指示されない限り、室温での重力下、20mLの試験液体が充填された垂直立型シリンジ(BD Plastipak 300613)からの液体成分5mLの流量の計時により測定することによって決定される。
様々な場合に、液体成分は、1から200%w/v、10から150%w/v、20から140%w/v、30から130%w/v、40から120%w/v、50から115%w/v、または60から110%w/vの濃度のオリゴ糖を有していてもよい。
ある場合には、液体成分は、0.1から50%w/v、0.2から40%w/v、0.3から30%w/v、0.5から20%w/v、または1から20%w/vの濃度の多糖を有していてもよい。
ある特定の場合には、液体成分は、合計で1から200%w/v、10から160%w/v、20から150%w/v、30から140%w/v、40から130%w/v、50から120%w/v、または60から110%w/vの濃度のオリゴ糖および多糖を有していてもよい。様々な場合に、液体中のオリゴ糖および多糖の濃度が高くなるにつれて、液体の粘度がより濃厚にかつより粘稠になり得る。液体成分は、均質溶液であってもよい。
別の態様では、成分および液体成分は、オリゴ糖の少なくとも2種を含んでいてもよい。オリゴ糖のそれぞれの量は、得られる食材、化粧品、または栄養補給の所望の性質に応じて様々であってもよい。2種のオリゴ糖は、1:9から9:1または1:2から2:1の比で存在し得る。さらに、成分および液体成分は、オリゴ糖の3種を含んでいてもよく、それらは4種のオリゴ糖を含んでいてもよく、5種のオリゴ糖を含んでいてもよく、または6種のオリゴ糖を含んでいてもよい。
成分および液体成分は、セロオリゴ糖、例えばキシロオリゴ糖と組み合わせたセロオリゴ糖を含むことができる。あるいは、成分および液体成分は、セロオリゴ糖をマンノオリゴ糖と組み合わせて含むことができる。
成分中の1種または複数の可溶性多糖は、水またはアルカリ中に特に可溶であってもよい。例えば、本開示で使用される可溶性多糖は、ヘミセルロース、例えばキシラン、マンナン、混合連結グルカン、およびある特定のセルロース誘導体、例えば酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびヒドロキシメチルセルロース、およびキトサンを含むことができる。一部の実施形態では、1種または複数の可溶性多糖は、ヘミセルロースを含むことができる。ある特定の実施形態では、ヘミセルロースはキシランおよび/またはマンナンを含むことができる。
ある場合には、成分および液体成分は、少なくとも2乾燥重量%または少なくとも3乾燥重量%のキシランを含むことができる。様々な場合に、成分および液体成分は、少なくとも2乾燥重量%または少なくとも3乾燥重量%のマンナンを含むことができる。ある特定の場合、成分および液体成分は、少なくとも2乾燥重量%または少なくとも3乾燥重量%のセルロース誘導体を含むことができる。ある場合には、成分および液体成分は、少なくとも2乾燥重量%または少なくとも3乾燥重量%の混合連結グルカンを含むことができる。様々な場合に、成分および液体成分は、少なくとも2乾燥重量%または少なくとも3乾燥重量%のキシログルカンを含むことができる。ある特定の場合に、成分および液体成分は、少なくとも2乾燥重量%または少なくとも3乾燥重量%のキトサンを含むことができる。
ある特定の場合に、成分および液体成分は、多糖誘導体を含めた1種または複数の可溶性多糖を2から40乾燥重量%、1種または複数の可溶性多糖を3から30乾燥重量%、1種または複数の可溶性多糖を5から25乾燥重量%、または1種または複数の可溶性多糖を8から20乾燥重量%含むことができる。
ある場合には、成分および液体成分は、多糖:オリゴ糖の比が1:100から1:1、1:10から1:1、1:90から1:2、1:80から1:3、1:70から1:4、または1:60から1:5である。
生成された成分および液体成分は、オリゴ糖、砂糖、バルク甘味料、低強度甘味料、またはその他の関連ある食品成分が都合良く使用される適用例で、有用であってもよい。例えば、甘味料としての嵩高剤には、食物繊維または湿潤剤が添加される。食品での還元型サトウキビの使用が顕著である。例えば、ケーキ、パン、またはその他のベーク物品;チョコレートまたはその他の菓子、例えばトフィー、ファッジ、メレンゲ、ジャム、ゼリー、またはカラメル;または飲料に組み込まれて、好ましい味または色の特性を与えあるいは食物繊維の含量を増加させてもよい。あるいは成分は、動物の餌に、例えば単離された成分としてまたは酵素反応混合物を餌として直接利用することによって、組み込まれてもよい。
本明細書に記述される組成物または成分は、完成製品の1種または複数の性質を変化させるのに使用されてもよい。そのような性質には、限定するものではないが甘味、テクスチャ、食感、結合、光沢、滑らかさ、しっとり感、粘度、色、吸湿性、フレーバー、嵩高さ、保湿性、カラメル化、表面テクスチャ、結晶化、構造特性、低カロリー、低グリセミック指数、低グリセミック負荷、増加した繊維、低下した砂糖、および溶解が含まれる。これらは、種々のタイプの糖、砂糖の代替品、および/またはその他のそのような化合物により、現在可能なものを上回る改善点となり得る。
化粧品産業において、成分は、テクスチャおよび保水性を改善し、UV吸収分子として作用し、ゲルまたはクリーム構造を維持し、および/または嵩高剤として働き得る。さらに、成分および液体成分は栄養補給組成物で有用となり得るが、それは提供される食物繊維が、消化器の健康を支え、腸内フローラを十分に調節し、およびその他の健康な生活の利益をもたらすことを示したからである。この文脈において、本明細書で提供される成分は、プロバイオティック飲料またはその他のプレバイオティックもしくはプロバイオティック配合物中の成分として機能してもよい。
詳細な記述は、以下の番号が付された実施形態を参照することによってさらに補われる。1)1種または複数のオリゴ糖と1種または複数の可溶性多糖とを含む、食材、化粧品、または栄養補給成分を生成するための方法であって:(a)1種または複数の可溶性多糖と1種または複数の不溶性多糖とを含む植物バイオマスを用意するステップ;(b)植物バイオマスを処理して、1種または複数の可溶性多糖を溶解するステップ;(c)溶解した1種または複数の可溶性多糖の一部を除去するステップ;(d)残された植物バイオマスと、1種または複数の酵素とを反応させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;(e)1種または複数のオリゴ糖を除去するステップ;および(f)ステップ(c)からの溶解した1種または複数の可溶性多糖の部分を、ステップ(e)からの1種または複数のオリゴ糖と組み合わせて、成分を形成するステップを含む方法。2)ステップ(b)の処理が熱化学処理である、番号が付された実施形態による方法。3)熱化学処理が、温水処理または高温アルカリ処理である、番号が付された実施形態2による方法。4)アルカリ処理が、10から14のpHを持つアルカリを使用する、番号が付された実施形態3による方法。5)アルカリ処理が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、および水性アンモニアを使用する、番号が付された実施形態3または4のいずれかによる方法。6)ステップ(b)での処理が、30から180℃の温度で生じる、任意の先行する番号が付された実施形態による方法。7)ステップ(b)の処理が、10分から24時間にわたり生じる、任意の先行する番号が付された実施形態による方法。8)1種または複数のオリゴ糖を除去した後、1種または複数のオリゴ糖および/または溶解した1種または複数の可溶性多糖が、還元、酸化、カラメル化、またはMaillard反応などの化学的、物理的、または酵素的処理を受ける、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。9)溶解した1種または複数の可溶性多糖および/または1種または複数のオリゴ糖が、ステップ(f)で一緒に組み合わされる前に乾燥される、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。10)方法がさらに:(g)液体中の成分を混合し溶解して液体成分を形成し、その液体成分が5から100,000cpsの粘度を有するものであるステップを含む、番号が付された実施形態9による方法。11)液体成分中のオリゴ糖および多糖の濃度が1から200%w/vのものである、番号が付された実施形態10による方法。12)1種または複数の可溶性多糖:マンナン、混合連結グルカン、リグノセルロース、ヘミセルロース、ある特定のセルロース誘導体、例えば酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびヒドロキシメチルセルロース、およびキトサンからなる群から選択される少なくとも1種を含む、任意の先行する番号が付された実施形態による方法。13)ヘミセルロースがキシランおよび/またはマンナンを含む、番号が付された実施形態12による方法。14)植物バイオマスがサトウキビバイオマス、トウモロコシバイオマス、小麦バイオマス、広葉樹、または針葉樹を含む、任意の先行する番号が付された実施形態による方法。15)任意の先行する番号が付された実施形態の方法によって得ることが可能な、食材、化粧品、または栄養補給成分。16)i)2から6の重合度を有するセロオリゴ糖;ii)2から12の重合度を有するキシロオリゴ糖;iii)2から12の重合度を有するマンノオリゴ糖;iv)2から5の重合度を有する混合連結グルカンオリゴ糖;v)4から12の重合度を有するキシログルカンオリゴ糖;およびvi)2から12の重合度を有するキトオリゴ糖からなるリストから選択される、少なくとも1種のオリゴ糖と;i)キシラン;ii)マンナン;iii)セルロース誘導体;iv)混合連結グルカン;v)キシログルカン;およびvi)キトサンからなるリストから選択される、少なくとも1種の多糖とを含む、食材、化粧品、または栄養補給液体成分であって、少なくとも20乾燥重量%の少なくとも1種のオリゴ糖と、少なくとも2乾燥重量%の少なくとも1種の多糖とを含み、5から100,000cps、8,000から100,000cps、10,000から50,000cps、または15,000から25,00cpsの粘度を有する、液体成分。17)液体成分が、(i)から(vi)に列挙されるオリゴ糖の少なくとも2種を含む、番号が付された実施形態16の液体成分。18)液体成分が、2から6の重合度を有するセロオリゴ糖を少なくとも20乾燥重量%含む、番号が付された実施形態16または番号が付された実施形態17のいずれかの液体成分。19)液体成分が、2から12の重合度を有するキシロオリゴ糖を少なくとも20乾燥重量%含む、番号が付された実施形態16から18のいずれか1つの液体成分。20)液体成分が、2から12の重合度を有するマンノオリゴ糖を少なくとも20乾燥重量%含む、番号が付された実施形態16から19のいずれか1つの液体成分。21)液体成分が、キシランを少なくとも2乾燥重量%含む、番号が付された実施形態16から20のいずれか1つの液体成分。22)液体成分が、マンナンを少なくとも2乾燥重量%含む、番号が付された実施形態16から21のいずれか1つの液体成分。23)液体成分が、セルロース誘導体を少なくとも2乾燥重量%含む、番号が付された実施形態16から22いずれか1つの液体成分。24)液体成分が、0.1から50%(w/v)の多糖の濃度を有する、番号が付された実施形態16から23のいずれか1つの液体成分。25)液体成分が、1から200%(w/v)のオリゴ糖の濃度を有する、番号が付された実施形態16から24のいずれか1つの液体成分。26)液体成分が、1から200%(w/v)の多糖およびオリゴ糖の濃度を有する、番号が付された実施形態16から25のいずれか1つの液体成分。27)液体成分が、多糖およびオリゴ糖を1:100から1:1の比の量で含む、番号が付された実施形態16から26のいずれか1つの液体成分。28)液体成分が、互いに対して2種のオリゴ糖を1:9から9:1の比で含む、番号が付された実施形態16から27のいずれか1つの液体成分。29)食材、化粧品、または栄養補給製品での、番号が付された実施形態16から28のいずれかの液体成分の使用。
単糖および/または二糖を除去するためにバイオマスを前処理する、追加の例示的な実施形態
ある場合には、本開示は、食材、化粧品、または栄養補給成分を生成するために植物バイオマス材料を物理的および熱化学的に処理する新規な方法に関する。
砂糖の多い食品および飲料は、世界中の文化および生活習慣の重要な部分であるが、それらが含有する砂糖は、人々における肥満症、糖尿病、不十分な歯の健康、および破壊的な行動に連関されてきた。このため、消費者の好みは砂糖含有食品からシフトしつつあり、政府は、少ない砂糖の消費を奨励するよう益々規制をかけつつある。
したがって、産業界は、食物および飲料中の糖を代用するため、数十年もの間、好適な低カロリー甘味料を探索してきた。不運なことに、多くの糖代用品が、非天然源から生成されており、多くの場合、その甘味と共に潜在的な苦み、または他の不快な味感をもたらし、それらのどちらも、消費者には魅力がない。さらに、多数の甘味料は、食物および飲料中の糖の甘味を模倣することができるが、嵩の付与、テクスチャの調節、構造の提供、保存剤としての作用、ならびにカラメル化およびMaillard反応による色調および風味の調節などの、食物において糖が果たす役割を広範囲に模倣することができるものはほとんどない。
食物繊維は、ポジティブダイエットの重要な部分であり、消化器の健康および十分に調節された腸内フローラを維持するのを助ける。そのような繊維は、様々な鎖長およびタイプの糖を含む。広範な食品中に天然に見出されるのに加え、繊維は個別に生成することもでき、それらの製造中に他の食品に添加することもできる。
バイオマスは、砂糖を置き換えるのにおよび繊維を食品に添加するのに使用することができる、糖の良好な供給源である。供給原料から作製された組成物が、提供された。しかしながら、これらの糖が大規模かつ商業規模でバイオマスから得られ、かつ食材、化粧品、または栄養補給成分として有用な組成物に加工されるプロセスを、最適化することが、依然として求められている。大量の植物バイオマスの酵素破壊は、相当な長さの時間を要する可能性がある。さらに、糖は一般に、制御された破壊によって生成する必要がある。生成物のサイズは絶妙に制御することができ、単糖が全くおよび/またはほとんど得られないことが確実になるので、このため酵素破壊が望ましいとすることができる。
本明細書で提供される方法は、経済的および効率的に、従来使用されてきた方法よりも速く、植物バイオマス出発材料からの食材、化粧品、または栄養補給成分の生成を可能にすることができ、より純粋な最終生成物をもたらし、大規模かつ商業規模で使用することができる。方法は、予洗ステップを行ってバイオマスから内因性単糖および/または二糖を除去し、熱化学的前処理ステップを用いて、成分の製造に必要になる可能性のある糖の制御された破壊および放出を確実にし得ることによって、そのようにすることができる。一緒に、これらのステップは、プレ酵素加工中に単糖が全くおよび/または全くもたらされないことを確実にし得る。このことは、必要とされる反応後精製の効率を最大限にし量を制限することができる。
したがって本開示の別の態様では、1種または複数のオリゴ糖を含む、食材、化粧品、または栄養補給成分を生成するための方法であって:
a)単糖および/または二糖を含む植物バイオマスの物理的処理のステップ;
b)(i)植物バイオマスを洗浄(例えば、インキュベート)して、単糖および/または二糖の少なくとも一部を可溶化すること、および(ii)単糖および/または多糖の少なくとも一部を除去することを含む、洗浄サイクル(本明細書では、インキュベーションサイクルとも呼ぶ)のステップ;
c)植物バイオマスの熱化学的前処理のステップ;
d)酵素反応によって1種または複数のオリゴ糖を形成するステップであり、酵素反応が、溶液または懸濁液中で1種または複数の多糖切断酵素と植物バイオマスとを接触させるステップを含むステップ;
e)1種または複数のオリゴ糖を酵素反応混合物から分離(本明細書では、富化または単離とも呼ぶ)し、1種または複数のオリゴ糖を使用して成分を形成するステップ
を含む方法が提供される。
本明細書で提供される手法での、食材、化粧品、または栄養補給成分の調製は:同じバイオマス供給源からのオリゴマーおよびポリマー材料の組込み、精製、誘導体化、またはその他の修飾、ならびにオリゴマーおよびポリマーの割合の制御であって機能的性質、栄養上の性質、および成分の耐性を改善することができるものであることによって、バイオマスの効率的な使用を可能にすることができる。
本開示の方法のステップ(a)、(b)、および(c)は、全て、植物バイオマス出発材料に対して行われる「前処理」ステップである。本明細書で使用される「前処理」は、一般に、多糖切断酵素が植物バイオマスと接触するようになる前に植物バイオマスに対して行われることを指す。
ステップ(a)は、後続のステップに向けた調製において植物バイオマスを物理的に破壊する目的を有することができる、植物バイオマスの物理的処理である。物理的ステップは、植物バイオマスの利用可能な表面積を増大して、例えば、後続のステップで使用される化学物質を植物バイオマスのより多くで一度に活性にすることが可能になるので、方法全体の高速化を助けることができる。物理的前処理ステップは、植物バイオマスのチップ化、細断、ミリング、ボールミリング、粉砕、整形、ブレンド、またはこれらの組合せを含んでいてもよい。
適切な多糖を含む任意の物質は、植物バイオマスであってもよい。食材、化粧品、および栄養補給産業は、広く様々なオリゴ糖を使用し、方法で適切な多糖は特に限定されない。本開示のオリゴ糖プロファイルを生成するための適切な植物バイオマスは、例えば、セルロース、リグノセルロース、キチン、キトサン、キシラン(グルクロノキシラン、アラビノキシラン、およびグルクロノアラビノキシランなど)キシログルカン、および混合連結グルカン、および/またはマンナン(グルコマンナン、ガラクトマンナン、またはガラクトグルコマンナンなど)を含んでいてもよい。しかしながら、適切に作用することができる任意の植物バイオマスが考えられる。
したがって、植物バイオマスは、穀物、穀物の籾、豆のさや、種皮、および/またはその他の種子材料;海藻;トウモロコシ茎葉、藁、バガス、ススキ、モロコシ残留物、スイッチグラス、竹、および/またはその他の単子葉組織;ホテイアオイ、葉組織、根、および/またはその他の植物質;および/または適切な植物バイオマスの任意の組合せであってもよい。一部の実施形態では、植物バイオマスは、サトウキビ、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ穂軸、ふすま、麦わら、広葉樹または針葉樹を含むことができる。ある特定の実施形態では、植物バイオマスは、トウモロコシ穂軸を含むことができる。
ステップ(b)は、物理的前処理ステップ後に生じる可能性がある植物バイオマスの洗浄サイクル(またはインキュベーションサイクル)前処理である。ステップ(b)の目的は、バイオマスからの単糖および/または二糖を可溶化し除去することであってもよい。例えば、単糖および/または二糖は、限定するものではないが遊離スクロース、マルトース、ラクトース、グルコース、フルクトース、またはガラクトースを含んでいてもよい。スクロースなどの遊離二糖の除去は、二糖が引き続きオリゴ糖画分から容易に除去できないので、関心が持たれるものとなる可能性があり、例えば濾過方法を使用することができるが、一般に他の二糖の等しい損失を引き起こす可能性がある。
洗浄サイクルのステップ(i)は、例えば5から150℃、10から100℃、または15から50℃の温度範囲で生じてもよい。ある場合には、洗浄サイクルは、室温で、例えば約15から25℃または約20から22℃で引き起こすことができる。より高い温度は、単糖および/または二糖のより素早い可溶化を可能にし得るが、高過ぎる温度は、効率的かつ費用効果のある手法で実現するのがより難しくなる可能性があり、バイオマス化合物を損傷しまたはこのステップ中に可溶化されることが望ましくない化合物を可溶化し得る。
洗浄サイクルのステップ(i)は、時間規模の範囲にわたり生じてもよく、例えば、大量のバイオマスは、より長い期間にわたりこのステップに曝露されてもよく、相応に調節することができる。例えば、時間規模は、0.5分から72時間、1分から12時間、5分から24時間、または10分から3時間としてもよい。ある特定の実施形態では、このステップは、バッチまたは連続として生じ得る。
一部の実施形態では、洗浄サイクルのステップ(i)は、水中、即ち約pH7の中性pHで供給された水中で、室温での植物バイオマスの洗浄を含んでいてもよい。別の態様では、洗浄サイクルのステップ(i)は、水中、即ち約pH7の中性pHで供給された水中での、植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。洗浄サイクル中、供給された中性の水は、単糖および/または二糖が可溶化するのでわずかに酸性になり得る。
ある特定の実施形態では、洗浄サイクルのステップ(i)は、7.1から14、7.5から12、または8から11のpHを有するアルカリ溶液中での植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。溶液は:水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、および水性アンモニアから選択されるアルカリのいずれか1種を含んでいてもよくまたはそのいずれか1種から適切になるものであってもよい。様々な実施形態では、アルカリは、水酸化ナトリウムであってもよい。列挙されたアルカリの組合せも考えられる。
様々な場合に、洗浄サイクルのステップ(i)は、1から6.9、2から6.5、または4から6のpHを有する酸性溶液中での植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。溶液は、任意の有機酸または無機酸、例えば:硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、およびシュウ酸から選択される酸の1種を含んでいてもよくまたはそのような1種から適切になるものであってもよい。ある特定の場合には、酸が硫酸であってもよい。列挙された酸の組合せも考えられる。
ある特定の場合には、植物バイオマス中の単糖および/または二糖の一部または全ては、ステップ(b)中に可溶化し除去される。他の可溶性の砂糖およびミネラルなど、他の汚染物質も、このステップ中に除去されてもよい。
ステップ(b)は、洗浄サイクル中に植物バイオマスから除去されなかった単糖および/または二糖を除去するように繰り返されてもよい。様々な場合に、ステップ(b)は、少なくとも2回、少なくとも3回、少なくとも4回、または少なくとも5回、行われてもよい。ステップ(c)は、物理的および洗浄前処理ステップ後に生ずる可能性のある植物バイオマスの熱化学的前処理である。本明細書で使用される「熱化学的」は一般に、水、酸、またはアルカリの溶液中での加熱など、化学物質中の植物バイオマスを室温(室温は、例えば約15から25℃または約20から22℃)よりも高く加熱することを指す。熱化学的ステップの目的は、方法全体の高速化を助けることとすることができ、それは植物バイオマスの化学成分を化学的に修飾し得るからであり、例えば糖同士の水素結合を破壊して、後続のステップで酵素により糖をさらに容易に破壊できるようにすることができる。
加熱は、温度の範囲、例えば50から150℃、60から130℃、65から120℃、または70から110℃であってもよい。より高い温度は、より素早い化学的および/または物理的修飾を可能にすることができるが、高過ぎる温度は、効率的および費用効果のある手法で実現するのをより難しくする可能性がある。
加熱は、ある範囲の時間規模で生じてもよく、特に大量のバイオマスは、より長い期間にわたり加熱に曝露されてもよく、相応に調節することができる。例えば、植物バイオマスの加熱は、5分から72時間、15分から24時間、30分から12時間、または1時間から4時間とすることができる。
一部の実施形態では、熱化学的前処理は、水中、即ち約pH7の中性pHでの、植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。
ある特定の実施形態では、熱化学処理は、7.1から14、9から13、または10から13のpHを有するアルカリ溶液中での植物バイオマスの加熱を含んでいてもよい。溶液は:水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、および水性アンモニアから選択されるアルカリのいずれか1種を含んでいてもよく、またはそのような1種から適切になるものであってもよい。様々な実施形態では、アルカリが水酸化ナトリウムであってもよい。列挙されるアルカリの組合せも考えられる。
ある場合には、熱化学処理は、1から6.9、2から6.5、または4から6のpHを有する酸性溶液中で植物バイオマスを加熱することを含んでいてもよい。溶液は:硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、およびシュウ酸から選択される酸の1種など、任意の有機酸または無機酸を含んでいてもよくまたはそのような酸から適切になるものであってもよい。ある特定の場合に、酸は硫酸であってもよい。列挙される酸の組合せも考えられる。
多数の種々の逐次熱化学処理ステップも、ステップ(c)に関して考えられる。例えばステップ(c)は、少なくとも2回、少なくとも3回、少なくとも4回、または少なくとも5回行ってもよい。
ある特定の場合には、ステップ(b)の洗浄は水中で行ってもよく、ステップ(c)の前処理はアルカリ中で行ってもよい。
前処理ステップ後、ステップ(d)は、植物バイオマスから1種または複数のオリゴ糖を形成する酵素反応を含んでいてもよい。植物バイオマス中に存在する多糖は、酵素によって部分的に切断されてオリゴ糖(例えば、有用なオリゴ糖)になってもよく、部分的に切断されたままのまたは切断されていない多糖であってもよく、これにはセルロース、キシラン(グルクロノキシラン、アラビノキシラン、またはグルクロノアラビノキシランなど)、マンナン(グルコマンナン、ガラクトマンナン、またはガラクトグルコマンナン)、混合連結グルカン、キシログルカン キチン、キトサン、またはリグノセルロースが含まれてもよい。
反応は、溶液および/または懸濁液中で生じてもよい。反応は、適切な反応槽で生じてもよい。ある場合には、反応は、酵素および植物バイオマスの特定の組合せに適した温度または温度プロトコールで生じてもよく、反応は、ある特定の長さの時間にわたり、生成物が所望の濃度に達するまでまたは一部の他の要件がみたされかつ生成物が単離されまたはその他の手法で収集されるまで、進行させてもよい。この期間は、約1分から約6日間、約0.5日から約5日、または約16時間から約96時間であってもよい。反応は、あるいは触媒作用がさらに生じなくなるまで進行させてもよい。
酵素と植物バイオマスとの間の最適な接触を確実にするために、反応混合物は、一定してまたはある間隔で撹拌されてもよい。撹拌は、反応槽全体をリズミカルに動かす形、ファンまたはその他の撹拌デバイスの形、気泡のスパージングの形、あるいは任意のその他の撹拌方法の形をとってもよい。
酵素反応は、微生物発酵であってもよい。温度および反応時間は、使用される微生物有機体の成長に適していてもよい。微生物有機体は、本開示のオリゴ糖の生成に適した酵素を生成するように、遺伝的に改変されてもよい。微生物は、例えば細菌、例えばEscherichia coli、または真菌、例えばSaccharomyces cerevisiaeまたはTrichoderma reeseiであってもよい。
本開示では、本開示の酵素または酵素の混合物を生成するように、対象微生物を修飾するのに適した発現ベクターがさらに具体化される。望む場合には、酵素の生成を誘発させることができるプラスミドであっても任意の他の核酸であってもよい発現ベクターは、外因性酵素の発現を制御するように下記の調節配列:熱ショック遺伝子の調節配列、毒性遺伝子の調節配列、および胞子形成遺伝子の調節配列の1種または複数を含んでいてもよい。
酵素反応は、使用される酵素および基質に適した温度または温度プロトコールで実施することができる。例えば、約10℃から約100℃、約20℃から約70℃、または約30℃から約40℃の範囲の一定温度で実施されてもよい。酵素反応が微生物発酵の形をとる場合、温度は、例えば酵素反応がE.coliの成長を含んでいてもよくおよび/または温度が一定であり約37℃であってもよいように、適切であってもよい。
溶液または懸濁液のpHは、酵素の活性に影響を及ぼし得る。pHの制御は、酵素反応が適切な速度で進行するのを確実にしてもよい。本開示の酵素反応は、約2から約10、約3から約8、または約4から約6の範囲のpHで生じてもよい。
酵素反応は、5~75%、5~70%、5~65%、5~55%、より多く、または10~50%の未消化多糖含有植物バイオマスが残されるまで、実行するのを継続させてもよい。これはアントロンアッセイなどの還元エンドアッセイによって、および/または薄層クロマトグラフィーおよび高性能陰イオン交換クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィー法によって、モニタリングまたは確認することができる。
本発明の方法の酵素反応で使用するのに適切であり得る多くの酵素がある。例えば、銅を含む部分を使用しておよび酸素供給源、例えば二酸素の分子、過酸化物、または任意のその他の酸素供給源;および適切な還元剤を使用して、多糖を酸化的に切断することができる酵素の種類である「溶解性多糖モノオキシゲナーゼ」および「LPMO」である。したがって、LPMOが使用される場合、酵素反応は好気性条件下で実施され得る。適切な還元剤は特に限定されず、例には、アスコルビン酸、没食子酸、システイン、NADH、NADPH、ピロガロール、ジチオトレイトール、シアノ水素化ホウ素、水素化ホウ素、光合成顔料、リグニン、リグノール、ならびにセロビオースとセロビオースデヒドロゲナーゼの組合せが含まれる。広く様々な光合成顔料、例えばチラコイドおよび精製された画分またはクロロフィリンが使用されてもよく、光が供給されてもよい。LPMOは、下記のファミリー:AA9、AA10、AA11、AA13、AA14、およびAA15から選択することができる。LPMOは、PaLPMO9E(配列番号1)、最初に子嚢菌Podospora anserinaから単離されたAA9 LPMOであってもよい。LPMOは、Trichoderma reesei(配列番号23)からのAA9 LPMOであってもよい。
好気性条件は、空気などの酸素を含む気体による基質混合物の通気によって提供され得る酸素の添加を含んでいてもよい。通気は、空気噴射機、通気フリット、膜システム、または内部ループエアリフト反応機などの様々なシステムによる、水性基質混合物中への、酸素を含む気泡の導入によって実行されてもよい。酵素反応における分子状酸素の濃度は、約4mg/Lから約14mg/Lであってもよい。
方法で使用することができる、別のタイプの酵素は、セルロースに対して加水分解活性を有する「セルラーゼ」であり、例えばエンド-1,4-ベータ-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、および/またはベータ-グルコシダーゼ活性である。そのような酵素は、植物バイオマスで見出されるセルロースを含む、1つまたは複数の形のセルロースにおいて、グリコシド結合を切断することができる。そのようにすることで、グルコースおよびセロオリゴ糖を含む生成物を生成する。ベータ-グルカナーゼは、Aspergillus niger(配列番号12、13、および14)およびTrichoderma reesei(配列番号24および25)から誘導されるものなど、GH5、GH7、およびGH12酵素からの酵素を含む。
別のタイプの酵素は、セルロースに対して加水分解活性を有し、生成物として主にセロビオースを生成する「セロビオヒドロラーゼ」である。セロビオースは、二糖であり、セロオリゴ糖である。そのような酵素は、植物バイオマスに見出されるセルロースを含む1つまたは複数の形のセルロースにおいてグリコシド結合を切断することができる。セロビオヒドロラーゼは、GH6およびGH7酵素ファミリーからのもの、Trichoderma reesei由来のCel6AまたはCel7A酵素(それぞれ、配列番号10および11)であってもよい。
別のタイプの酵素は、セルロースに対する加水分解活性を有し、生成物として主にグルコースを生成する「ベータ-グルコシダーゼ」である。そのような酵素は、植物バイオマスに見出されるセルロースを含む1つまたは複数の形のセルロースのグリコシド結合を切断することができる。ベータ-グルコシダーゼは、Trichoderma reeseiからのものなどの、GH3ベータ-グルコシダーゼを含んでいてもよい(配列番号22)。
別のタイプの酵素は:GH5、GH7、GH8、GH9、GH12、GH16、GH17、またはGH26ファミリーから選択され得るリケナーゼである。ある場合には、リケナーゼは、GH16酵素であってもよい。GH16酵素は、Bacillus subtilisから誘導されてもよい(配列番号2)。酵素は、例えば、β-1,3およびβ-1,4結合の混合物を含むグルカンである混合連結グルカンに作用することができ、それらをβ-1,4グリコシド結合で切断してもよい。リケナーゼが混合連結グルカンに作用する場合、生成されたβ-グルカンは、約3から約7残基のサイズ範囲内に大部分が包含されてもよく、したがって食品、化粧品、および栄養補給産業において特に有用となり得る。混合連結グルカンは、草およびトクサファミリーのメンバーが豊富であり、したがって藁などの草をベースにしたバイオマスは、高レベルの混合連結グルカンを有し、通常リケナーゼで役立つように作用し得る。
別のタイプの酵素は、例えば、キシラン骨格を含む植物バイオマスに作用し得るキシラナーゼである。キシラナーゼは、例えば、グルクロノキシラナーゼ、アラビノキシラナーゼ、またはグルクロノアラビノキシラナーゼであってもよい。酵素は、グルクロノキシラン、アラビノキシラン、およびグルクロノアラビノキシランなど、キシラン骨格を有する様々なポリマーに対して活性であってもよい。これらのポリマーは、様々な植物バイオマス中で豊富であり、例えば広葉樹および針葉樹の両方が適切な多糖を含んでいてもよく、この広葉樹はしばしばグルクロノキシランを含みかつ針葉樹はしばしばアラビノグルクロノキシランを含むものである。一部の実施形態では、キシラナーゼは、Ruminiclostridium thermocellum(配列番号3)およびGonapodya prolifera(配列番号4)からのGH5キシラナーゼ、ならびにDickeya chrysanthemi(配列番号5)、Bacillus subtilis(配列番号6)、Bacteroides ovatus(配列番号7)、およびTrichoderma reesei(配列番号15)からのGH30キシラナーゼを含んでいてもよい。
本開示で有用な他の酵素は、植物病原性微生物を含む数多くの生物によって生成される、キシログルカナーゼおよびキシログルカンエンドグルカナーゼ(XEG)を含んでいてもよい。それらは、キシログルカン、ヘミセルロースβ-1,4グルカン鎖であって、キシロースで修飾された、高等植物の一次細胞壁で豊富なものに作用することができ、キシロース残基の一部はガラクトースなどの他の残基でさらに修飾される。適切なキシログルカナーゼまたはXEGがキシログルカンに作用する場合、生成物は、食材、化粧品、および栄養補給産業で有用とすることができる長さの主鎖を有するキシログルカンオリゴ糖を含む。キシログルカナーゼは、Bacteroides ovatusからのGH5キシログルカナーゼ(配列番号8)およびTrichoderma reeseiからのGH74キシログルカナーゼを含むことができる。
任意の所与の天然植物バイオマスは、種々の多糖の混合物を含むようであるので、場合によっては種々の酵素の混合物が有益である可能性もあるようである。そのような混合物は、任意のその他の酵素の1種または複数を含んでいてもよい。例えば、そのような混合物は、エンド-グルカナーゼと共にLPMOを、リケナーゼと共にキシラナーゼを、マンナーゼと共にセロビオヒドロラーゼを、またはセロビオヒドロラーゼと共にエンド-グルカナーゼを含んでいてもよく、その酵素パートナーは、1:100から100:1のモル比で存在する。
ある場合には、1種または複数の酵素は、種々の酵素のカクテルであってもよく、例えば粗製または半粗製の酵素調製物であってもよい。本明細書で使用される「粗製酵素調製物」という用語は、一般に、抽出後に最小限の加工を受けた微生物発酵から抽出された可溶性調製物を指す。例えば典型的には、調製物は、不溶性成分を除去するために濾過のみを受けてもよい。本明細書で使用される「半粗製酵素調製物」という用語は、一般に、抽出後のいくらかの加工を受けた微生物発酵から抽出された可溶性調製物を指し、例えば調製物は、不溶性成分を除去するために、酵素濃度を増大させながら濾過を受けてもよく、および/または小分子量化合物を除去するのにナノ濾過を受けてもよい。
ある場合には、粗製または半粗製酵素調製物は、細菌または真菌からのものであってもよい。例えば調製物は、TrichodermaまたはAspergillus種などからの糸状セルロース分解性真菌などの、真菌からのものであってもよい。酵素は、Trichoderma reesei株からの粗製または半粗製酵素調製物であってもよい。
ステップ(e)では、オリゴ糖が、いくつかの手法で酵素反応混合物から分離されてもよい。それらは溶解度に基づいて単離されてもよく、したがって可溶性の糖のみの組成物がさらなる加工のために抽出され、および/またはクロマトグラフィーによって単離されて、より狭いバンドのオリゴ糖鎖長を持つ組成物を生成するようになる。単離は、例えば沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、精密濾過、またはナノ濾過をベースにしてもよい。溶解度をベースにした単離が実施される場合、単離された組成物中に存在する糖のプロファイルは、種々の糖の溶解度が種々の割合で長さと共に低下するので、当初の酵素反応に依存し得る。
本開示の範囲内で、食材、化粧品、または栄養補給品に組み込む前にさらなる生成物を生成するように、生成されたオリゴ糖の全てまたは部分のさらなる処理も考えられる。このさらなる処理は、任意の化学的、物理的、または酵素的ステップ、例えば還元、例えば還元性アミノ化であって、適切な場合には;酸化、カラメル化、Schiff塩基による修飾、またはMaillard反応を介して、またはそのようなステップの任意の組合せによるものを含んでいてもよく、所望の目的のために改善される性質を有する種々の生成物を提供してもよい。例えば、カラメル化特性、発熱量、フレーバー、および色が修正されてもよい。オリゴ糖は、例えば沈殿、サイズ排除クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、濾過、限外濾過、精密濾過、またはナノ濾過を通して、精製されてもよい。
ステップ(e)で形成された成分は、所望の性質に応じて様々なオリゴ糖を様々な量で含んでいてもよい。様々な場合に、成分は、2から6の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のセロオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、2から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のキシロオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、2から5の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%の混合連結グルカンオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、2から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のマンノオリゴ糖を含んでいてもよく、成分は、4から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のキシログルカンオリゴ糖を含んでいてもよく、および/または成分は、2から12の重合度を有する少なくとも20乾燥重量%または少なくとも30乾燥重量%のキトオリゴ糖を含んでいてもよい。一部の実施形態では、成分は、本明細書に記述される上記オリゴ糖および多糖を最大で100乾燥重量%含むことができ、したがってオリゴ糖が少なくとも20乾燥重量%で存在する上記実施形態は、6タイプ全てのオリゴ糖を含まない。
ある場合には、成分は、少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、または99.5乾燥重量%の存在する糖を含んでいてもよい。成分は、本質的に糖からなるものであってもよい。例えば成分は、0.5乾燥重量%未満または0.3乾燥重量%未満、例えば0.1乾燥重量%のその他の物質を有していてもよい。
様々な場合に、成分は、オリゴ糖の少なくとも2種を含んでいてもよい。オリゴ糖のそれぞれの量は、得られる食材、化粧品、または栄養補給品の所望の性質に応じて様々であってもよい。2種のオリゴ糖は、1:9から9:1または1:2から2:1の比で存在してもよい。さらに成分は、オリゴ糖の3種、オリゴ糖の4種、オリゴ糖の5種、またはオリゴ糖の6種を含んでいてもよい。
一部の実施形態では、成分は、セロオリゴ糖、例えばキシロオリゴ糖と組み合わせたセロオリゴ糖を含んでいてもよい。ある特定の実施形態では、成分は、マンノオリゴ糖と組み合わせてセロオリゴ糖を含んでいてもよい。
生成された成分は、オリゴ糖、砂糖、バルク甘味料、低強度甘味料、またはその他の関連ある食品成分が都合良く使用される適用例で、役立てることができる。例えば、甘味料としての嵩高剤には、食物繊維または湿潤剤が添加される。食品での還元型サトウキビの使用が顕著となり得る。成分は、ケーキ、パン、またはその他のベーク物品に;チョコレートまたはその他の菓子、例えばトフィー、ファッジ、メレンゲ、ジャム、ゼリー、またはカラメルに;または飲料に組み込まれて、例えば好ましい味または色の特性を与えあるいは食物繊維の含量を増加させてもよい。ある場合には、成分は、動物の餌に、例えば単離された成分としてまたは酵素反応混合物を餌として直接利用することによって、組み込まれてもよい。
本明細書に記述される組成物または成分は、完成製品の1つまたは複数の性質を変化させるのに使用されてもよい。そのような性質には、限定するものではないが甘味、テクスチャ、食感、結合、光沢、滑らかさ、しっとり感、粘度、色、吸湿性、フレーバー、嵩高性、保水性、カラメル化、表面テクスチャ、結晶化、構造特性、低カロリー、低グリセミック指数、低グリセミック負荷、増加した繊維、低下した砂糖、および溶解が含まれる。これらは、種々のタイプの糖、砂糖の代替品、および/またはその他のそのような化合物により現在可能なものを上回る改善点となり得る。
化粧品産業において、成分は、きめおよび保湿を改善することができ、UV吸収分子として作用することができ、ゲルまたはクリーム構造を維持することができ、および/または増量剤として役立つことができる。さらに成分は、栄養補給組成物で役立てることができるが、それは提供される食物繊維が、消化器の健康を支え、腸内フローラを十分に調節し、およびその他の健康な生活の利益をもたらすことを示したからである。この文脈において、本明細書で提供される成分は、プロバイオティック飲料またはその他のプレバイオティックもしくはプロバイオティック配合物中の成分として機能してもよい。
詳細な記述は、以下の番号が付された実施形態を参照することによってさらに補われる。1)1種または複数のオリゴ糖を含む、食材、化粧品、または栄養補給成分を生成するための方法であって:a)単糖および/または二糖を含む植物バイオマスの物理的処理のステップ;b)(i)植物バイオマスを洗浄して、単糖および/または二糖の少なくとも一部を可溶化することおよび(ii)単糖および/または二糖の少なくとも一部を除去することを含む、洗浄サイクルのステップ;c)植物バイオマスの熱化学的前処理のステップ;d)1種または複数の多糖切断酵素と植物バイオマスとを溶液または懸濁液中で接触させるステップを含む酵素反応によって、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;e)1種または複数のオリゴ糖を酵素反応混合物から分離し、1種または複数のオリゴ糖を使用して成分を形成するステップを含む方法。2)物理的前処理ステップが、植物バイオマスをチップ化、細断、ミリング、ボールミリング、粉砕、整形、またはブレンドすることを含む、番号が付された実施形態1の方法。3)洗浄サイクルのステップ(i)が、水、酸、またはアルカリ中で生じる、番号が付された実施形態1または番号が付された実施形態2のいずれかの方法。4)洗浄サイクルのステップ(i)が、5から150℃、10から100℃、または15から50℃の温度で生じる、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。5)洗浄サイクルのステップ(i)が、0.5分から72時間、1分から12時間、5分から24時間、または10分から3時間の時間規模で生じる、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。6)熱化学的前処理が、水、酸、またはアルカリ溶液中で植物バイオマスを加熱することを含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。7)植物バイオマスの加熱が、50から150℃、60から130℃、65から120℃、または70から110℃の温度である、番号が付された実施形態6の方法。8)植物バイオマスの加熱が、5分から72時間、15分から24時間、30分から12時間、または1時間から4時間である、番号が付された実施形態6または7のいずれかの方法。9)溶液が、7.1から14、7.5から12、または8から11のpHを有する、番号が付された実施形態6から8のいずれか1つの方法。10)溶液が、水酸化ナトリウム 水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水性アンモニア、硫酸アンモニウム、または水酸化アンモニウムを含む、番号が付された実施形態9の方法。11)溶液が、1から6.9、2から6.5、または4から6のpHを有する、番号が付された実施形態6から8のいずれか1つの方法。12)溶液が、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、またはシュウ酸を含む、番号が付された実施形態11の方法。13)植物バイオマスが、サトウキビ、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ穂軸、ふすま、麦わら、広葉樹または針葉樹である、番号が付された実施形態1から12のいずれか1つの方法。14)植物バイオマスが、セルロース、キチン、キトサン、キシラン、キシログルカン、混合連結グルカン、マンナン、またはリグノセルロースを含む、番号が付された実施形態1から13のいずれか1つの方法。15)多糖切断酵素の1種または複数が、セルラーゼ、キシラナーゼ、キシログルカナーゼ、エンド-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、マンナーゼ、リケナーゼ、または溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)であって、例えば:AA9、AA10、AA11、AA13、AA14、およびAA15からなる郡から選択されるものの1種である、番号が付された実施形態1から14のいずれか1つの方法。16)多糖切断酵素の1種または複数が、T.reesei真菌から調製される、番号が付された実施形態1から15のいずれか1つの方法。17)1種または複数のオリゴ糖が、β-グルカン、セロ、MLG-、マンナン-、またはキシロオリゴ糖の1種を含む、番号が付された実施形態1から16のいずれか1つの方法。18)多糖切断酵素が、触媒または非触媒モジュールに操作可能に連結され、例えば多糖切断酵素は、非触媒モジュールに操作可能に連結され、非触媒モジュールは、炭水化物結合性モジュールである、番号が付された実施形態1から17のいずれか1つの方法。19)1種または複数のオリゴ糖の分離後、1種または複数のオリゴ糖は、還元、酸化、カラメル化、またはMaillard反応など、化学的、物理的、または酵素的処理を受ける、番号が付された実施形態1から18のいずれか1つの方法。
詳細な記述は、下記の番号が付された実施形態を参照することによってさらに補われる。1)ヒトの消費のための成分を生成するための方法であって:(a)植物バイオマスを物理的に処理するステップ;(b)物理的に処理された植物バイオマスを:(i)物理的に処理された植物バイオマスを、6.6から7.4のpHを有するインキュベーション溶液中でインキュベートして、単糖および/または二糖を、物理的に処理された植物バイオマスから可溶化すること;および(ii)可溶化した単糖および/または二糖の一部をインキュベーション溶液から除去することを含む、インキュベーションサイクルに供するステップ;(c)インキュベートされた植物バイオマスを、(i)2から6.5のpHを有する酸性溶液または(ii)7.5から12のpHを有するアルカリ溶液の1つで熱化学的に処理するステップ;(d)溶液または懸濁液中で、1種または複数の多糖切断酵素と熱化学的に処理された植物バイオマスとを接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;および(e)溶液または懸濁液を濃縮して1種または複数のオリゴ糖の濃度を増大させて、成分を形成するステップを含む方法。2)ステップ(b)(ii)でインキュベーション溶液から単糖および/または二糖の少なくとも一部を除去することをさらに含む、番号が付された実施形態1の方法。3)熱化学的に処理された植物バイオマスが、単糖を全くまたは実質的に全く含まない、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。4)1種または複数のオリゴ糖を溶液または懸濁液から精製するステップをさらに含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。5)ステップ(b)を繰り返すことをさらに含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。6)ステップ(b)が、2、3、4、または5回実行される、番号が付された実施形態5の方法。7)ステップ(c)を繰り返すことをさらに含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。8)ステップ(c)が、2、3、4、または5回実行される、番号が付された実施形態7の方法。9)ステップ(b)で除去された、可溶化した単糖および/または二糖の部分を廃棄することをさらに含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。10)ステップ(b)で除去された、可溶化した単糖および/または二糖の部分が、成分が形成されるようステップ(e)の1種または複数のオリゴ糖の部分と組み合わされない、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。11)成分が、単糖を実質的に含まない、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。12)成分が、二糖を実質的に含まない、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。13)1種または複数のオリゴ糖が:i)2から6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;ii)2から12のDPを有するキシロオリゴ糖;iii)3から15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;iv)2から12のDPを有するマンノオリゴ糖;v)2から5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;vi)4から12のDPを有するキシログルカンオリゴ糖;またはvii)2から12のDPを有するキトオリゴ糖の少なくとも1つを含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。14)成分が、(i)から(vii)に列挙されたオリゴ糖の少なくとも2つを含む、番号が付された実施形態13の方法。15)成分が、互いに対して1:9から1:1の比で少なくとも2種のオリゴ糖を含む、番号が付された実施形態14の方法。16)単糖および/または二糖が、スクロース、グルコース、マルトース、ラクトース、グルコース、フルクトース、またはガラクトースの少なくとも1つを含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。17)ステップ(a)の物理的処理が、植物バイオマスのチップ化、細断、ミリング、ボールミリング、粉砕、整形、またはブレンドの少なくとも1つを含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。18)ステップ(b)のインキュベーションが、水を含むインキュベーション溶液中で生じる、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。19)ステップ(b)のインキュベーションが、15℃から95℃の温度で生じる、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。20)ステップ(b)のインキュベーションが、15分から1時間実行する、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。21)ステップ(c)の熱化学処理が、酸性溶液またはアルカリ溶液中で物理的に処理された植物バイオマスを加熱することを含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。22)加熱が、50℃から150℃の温度である、番号が付された実施形態21の方法。23)加熱が、30分から4時間実行される、番号が付された実施形態21または22の方法。24)インキュベートされた植物バイオマスが、8から11のpHを有するアルカリ溶液中で熱化学的に処理される、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。25)アルカリ溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水性アンモニア、硫酸アンモニウム、または水酸化アンモニウムの少なくとも1種を含む、番号が付された実施形態24の方法。26)インキュベートされた植物バイオマスが、4から6のpHを有する酸性溶液中で熱化学的に処理される、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。27)酸性溶液が、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、またはシュウ酸の少なくとも1種を含む、番号が付された実施形態26の方法。28)植物バイオマスが、サトウキビ、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ穂軸、ふすま、麦わら、広葉樹または針葉樹の少なくとも1種を含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。29)植物バイオマスが、セルロース、キチン、キトサン、キシラン、キシログルカン、混合連結グルカン、マンナン、またはリグノセルロースの少なくとも1種を含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。30)1種または複数の多糖切断酵素が、セルラーゼ、キシラナーゼ、キシログルカナーゼ、エンド-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、マンナーゼ、リケナーゼ、または溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)の少なくとも1種を含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。31)1種または複数の多糖切断酵素が、AA9、AA10、AA11、AA13、AA14、またはAA15の少なくとも1種を含む、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。32)多糖切断酵素の1種または複数が、Trichoderma reesei真菌から調製される、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。33)1種または複数の多糖切断酵素が、触媒モジュールに操作可能に連結される、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。34)1種または複数の多糖切断酵素が、非触媒モジュールに操作可能に連結される、任意の先行する番号が付された実施形態の方法。35)非触媒モジュールが、炭水化物結合性モジュールである、番号が付された実施形態34の方法。36)ヒトの消費のための成分を生成するための方法であって:(a)(i)植物バイオマスを物理的に処理するステップ;(ii)6.6から7.4のpHを有するインキュベーション溶液中で植物バイオマスをインキュベートして、単糖および/または二糖の一部を可溶化し、可溶化した単糖および/または二糖の一部を除去すること;および(iii)(i)2から6.5のpHを有する酸性溶液または(ii)7.5から12のpHを有するアルカリ溶液の1種で、植物バイオマスを熱化学的に処理することを含む前処理で、植物バイオマスを前処理するステップ;(b)溶液または懸濁液中で、1種または複数の多糖切断酵素と前処理した植物バイオマスとを接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;および(c)1種または複数のオリゴ糖の一部を単離して、成分を形成するステップを含む、方法。
下記の例示的な実施例は、本明細書に記述される組成物および方法の実施形態の代表例であり、いかなる方法によっても限定するものではない。
(実施例1)
例示的なプロセス
下記のステップは、本明細書で提供されるよう成分を発生させるのに行うことができる:
1.植物バイオマスの物理的前処理:ミリングされたトウモトコシ穂軸100gを水と混合して、10%(w/w)の固形分濃度にし、室温で60分間混合する。60分の終わりに混合を停止し、液体を濾別し、このとき固形分を保持する。
2.固形分を、懸濁液中10%(w/w)の固形分濃度で水中に再懸濁する。混合を開始し、95℃に加熱し、95℃で60分間混合する。
3.加熱の60分の終わりに、水酸化ナトリウム6g(トウモロコシ穂軸の0.2~3重量%)を添加し、撹拌し続ける。温度を95℃に加熱し、60分間混合して、トウモロコシ穂軸中に存在するヘミセルロースを分解する。60分の終わりに加熱を停止し、50℃の温度に冷ます。
4.加水分解:セルロース分解性酵素(例えば、Trichoderma reeseiから)を添加し、50℃で、pH5.5(1mol/L硫酸および/または1mol/L水酸化ナトリウムにより調節する)で72時間インキュベートする。
5.バイオマスの分離:加水分解の終わりに、液体を、固-液分離機を経て生成物から分離する。
6.酵素加水分解に従う酵素分離:スラリーからの液体画分は、分離することが必要な酵素、オリゴ糖、水、および塩を含む。10kDaの中空糸膜を使用して、酵素タンパク質およびその他の高分子を分離する。
7.塩を、イオン交換カラムを使用して≦45℃で除去する。
a.陽イオンカラム:強酸性陽イオン交換樹脂、架橋ポリスチレンマトリックス、スルホネート官能基、Na+対イオン。
b.陰イオンカラム:マクロ多孔性、弱塩基性陰イオン交換樹脂、架橋ポリスチレンマトリックス、ジメチル-第三級アミン官能基、OH-対イオン。
8.オリゴ糖濃度:所望のオリゴ糖は、室温でのナノ濾過を経て選択的に濃縮される。
9.濃縮:液体を、60~80℃で40~75%に濃縮する。
10.噴霧乾燥:130~160℃の入口温度および65~85℃の出口温度で噴霧乾燥する。
(実施例2)
洗浄サイクル(即ち、インキュベーションサイクル)による可溶性の糖の除去
下記のステップを行って、可溶性の糖を植物バイオマスから除去した:
1.水を、100mgの4つの植物バイオマスタイプ(即ち、サトウキビ、小麦、穂軸、およびヤナギ)に添加して、10%(w/v)の濃度にし、45℃で30分間インキュベートし、その後、懸濁液を遠心分離し、上澄みを除去した。
2.ステップ1を5回繰り返した。
3.各上澄み画分2.5μlを、薄層クロマトグラフィー(TLC)により分析した。
図1の薄層クロマトグラムは、5回の連続洗浄サイクルまたはインキュベーションサイクル(1、2、3、4、および5)における、4タイプの植物バイオマスからの洗浄された可溶性の糖の存在を示す。望ましくない単糖および二糖、例えばグルコース、スクロース、およびマルトースは矢印で示される。TLCの結果は、全ての植物バイオマスに関し、第1の洗浄サイクル後に除去された上澄みが、その中に存在する豊富な単糖および二糖を有することを示した。したがって洗浄サイクルは、植物バイオマスから単糖および二糖を首尾良く除去した。後続の洗浄サイクルからの上澄みは、その中に著しくわずかな単糖および二糖しか存在せず、仮にあるとしても、植物バイオマスは本明細書で提供されるように洗浄サイクル後に、上澄み中に最小限の単糖および二糖を有することを示す。
(実施例3)
酵素加水分解における洗浄済みの可溶性の糖の不在
下記のステップを行って、酵素加水分解における可溶性の糖の不在を示す:
1.実施例2からの洗浄した穂軸およびヤナギの植物バイオマスを、1%(w/v)NaOH中、99℃で30分間それぞれインキュベートし、次いで冷却した。洗浄していない穂軸およびヤナギのバイオマス100mgも、それぞれ1%(w/v)NaOH中、99℃で30分間インキュベートし、次いで冷却した。
2.得られた懸濁液150μlを、それぞれ150μlの1M酢酸アンモニウム(pH5.5)と、ベータキシラナーゼおよびセロビオヒドロラーゼを含む150μlの酵素組成物と混合した。次いで懸濁液を、50℃で16時間インキュベートして、植物バイオマスとの酵素反応を生じさせた。
3.各上澄み画分2.5μlをTLCにより分析した。
図2の薄層クロマトグラムは、実施例2で洗浄された(+)または洗浄されていない(-)4タイプのバイオマスの酵素消化の生成物を示す。結果は、酵素消化後、最終生成物が、洗浄されていない穂軸およびヤナギの植物バイオマスに関して、グルコース、スクロース、およびマルトースを含んだことを示す。しかしながら酵素消化後の最終生成物は、洗浄した穂軸およびヤナギの植物バイオマスに関してグルコース、スクロース、およびマルトースを含まなかった。
(実施例4)
オリゴ糖溶液へのポリマーの添加は、溶液を乾燥させて硬質グレーズにすることができる
下記のステップを行って、オリゴ糖溶液へのポリマーの添加により溶液を硬質グレーズに乾燥できることを示した:
1.100μlの10~320mM(10、20、40、80、160、および320mM)セロビオース±1%w/vバーチウッドキシランを、ガラス板状にピペット分取した。
2.試料を37℃で乾燥した。
3.試料にナイフで刻み目をつけて、成分が固体グレーズ中に沈降するか否かを試験した。セロビオースのみでは、強固なグレーズは形成されず、圧力がナイフで加えられると、乾燥した粉末には容易に亀裂ができた。対照的に、1%w/vキシランが添加されたおよび80mMまたはそれ未満でセロビオースが添加された組成物では、組成物が乾燥して、固体、オフホワイト、半透明の、ナイフで刻み目を付けて窪みを残すが亀裂のない状態にするのに十分強力な表面を形成した。160mMまたはそれよりも高いセロビオース濃度(キシランと比較して5.5%w/vまたは550%w/w)では、グレーズの形態は、キシランが存在しない場合に逆戻りした。即ち、強固なグレーズは形成されず、圧力をナイフで加えたときに、乾燥した粉末には容易に亀裂が入った(図3参照)。
(実施例5)
食品中に2種のオリゴ糖および多糖を含む組成物の実証
下記のステップを行って、食品中に2種のオリゴ糖および多糖を含む組成物を実証した:
1.バーチウッドキシラン4gを、沸騰させながら75mlの水に溶解した。
2.セロビオース12gおよびキシロオリゴ糖24g(主に、重合度(DP)2~6)を、3gずつ添加し、沸騰させながら溶解した。
3.混合物を、加熱しながら50mlまで低減させ、曇ったハチミツ状のしかしそれほど甘くない、コンシステンシーおよび外観を持つ濃厚な溶液を形成した。
4.混合物10mLをオート麦12gと混合して、フラップジャック/シリアルバー混合物を形成し、別に10mLの混合物も、6gの果物および6gのナッツと混合して、シリアルバー混合物を作製した。
5.試料を100℃で10分間ベークし、次いでそのまま冷まし、一晩乾燥した。
図4、パネルA(フラップジャック/シリアルバー)およびパネルB(果物およびナッツバー)に示されるように、生成されたフラップジャックと果物およびナッツのバーは、典型的にはベーキングで使用される公知のシロップにより作製されたフラップジャック/シリアルバーならびに果物およびナッツバーと合致した、望ましいテクスチャおよびコンシステンシーのものであった。
フラップジャック/シリアルバーに関し、ステップ3からの濃厚溶液は、ステップ4の混合物を一緒に結合するのを助けた。成分とオート麦の性質との組合せ効果は、従来の砂糖を使用して生成されたフラップジャック/シリアルバーに一致した、粒々の表面テクスチャをもたらした。成分は、強固な、噛み応えのある、しっとりした、粘性テクスチャを創出し、これらのタイプの食品に期待されるがオート麦のみでは存在しないものに一致する口当たりをもたらした。生成物は、その甘さが控え目であり、高強度の甘味料に特徴的とすることができる苦味または異臭も含有しなかった。
果物およびナッツバーの場合、ステップ3からの濃厚溶液は、ステップ4の混合物を一緒に結合するのを助けた。滑らかで、輝くグレーズ付き表面も付加し、それがそのような食品の審美的品質の中核部分であり、成分がオリゴ糖のみ(即ち、多糖なしのオリゴ糖)を含んでいた場合には創出できなかったものである。成分は、強固な、噛み応えのある、しっとりした、粘性テクスチャを創出し、これらのタイプの食品から期待されるがナッツまたは果物のいずれかのみでは存在しないものに一致する口当たりをもたらした。生成物は、その甘味が控えめであり、高強度甘味料に特徴的とすることができる苦味または異臭を含有しなかった。
(実施例6)
成分を作製するためのプロセス
下記のステップを行なって、本明細書で提供される成分を作製することができる:
1.15%w/vのトウモロコシ穂軸(1mm孔径フィルターを通して粉砕)を1%w/v NaOHに加えたものを、90℃で1時間加熱し、それによってバイオマスのポリマー成分の一部を可溶化する。
2.硫酸でpH5.5に調節する。
3.反応(「可溶性ポリマー」)の全体積の15%である、反応の液体成分のみを含む体積を抽出し;不溶性バイオマス画分の全てを含む反応の残りの85%の体積を保持する(「残留したバイオマス」)。
4.残留したバイオマスに、セルロース分解性酵素カクテル(例えば、セルラーゼ、キシラナーゼ、アラビノフラノシダーゼ、LPMOなどを含む、Trichoderma reeseiからの酵素カクテル)を添加して、0.5%w/vにし、50℃で24時間インキュベートした。
5.消化されていない不溶性ポリマー化合物から、濾過によって可溶性オリゴマー反応生成物を分離する。
6.精密濾過、限外濾過、およびイオン交換クロマトグラフィーを順次用いることにより、オリゴマー反応生成物を精製する(例えば、セラミック膜上でのクロスフロー濾過;濾過は、最大3barの供給圧力で、TAMI Industriesにより供給された110 0,45μmカットオフInside Ceramキャンドルフィルター(TiO2、Φ25mm×L 1178mm HD 6mm、膜当たり8チャネル)を使用して行うことができる)。
7.限外濾過を用いることにより、可溶性ポリマーを精製する(例えば、10kDa螺旋巻型膜(Snyder ST-2B-6338、PES、供給スペーサーの厚さ31mm)を、Alfa Laval限外濾過ユニット上で実行する)。
8.ステップ6および7で形成された溶液を再度合わせ、ナノ濾過を用いてさらに精製し濃縮して、成分を形成する。
(実施例7)
種々の溶液の粘度測定
下記のステップを行って、種々の溶液の粘度を測定した:
1.セロビオース(Cell
2)、主にDP 2~6のキシロオリゴ糖(XOS)、およびポリマー性ビーチウッドキシラン(BWX)を含む、3種の糖の溶液を、水中で糖を沸騰させることによって創出した。最終濃度は:
a.試料1:0.33g/ml Cell
2、0.66g/ml XOS、0.13g/ml BWX
b.試料2:0.17g/ml Cell
2、0.33g/ml XOS、0.07g/ml BWX;
c.試料3:0.54g/ml Cell
2、0.52g/ml XOS、0.07g/ml BWX。
2.試料を、標準試験手順を使用して、Brookfield HDB VEロト粘度計を使用して試験した。400mLの試料を、トール形ビーカーに採取して、確実に容器効果が生じないようにした。機器は、範囲に関して製造業者の使用説明書に従い操作した:スピンドルコード61、スピンドル速度100rpm、および22℃を使用するロト粘度計。
試料1は、水性溶液中に希釈するために混合を必要とする、濃厚なハチミツの場合のようなコンシステンシーを有した。対照的に、試料2および3は、非常に流れ易く、水性溶液に容易に混合できた。結果は、組成物の粘度が、オリゴ糖と多糖との全体の濃度よりも、多糖の濃度にさらに影響を受けることを示した。試料2および3は、同じ多糖濃度を有するが、試料3は、試料2よりも、オリゴ糖および多糖の合計の濃度の2倍を有する。試料3の粘度は、全濃度と粘度との間の線形関係に従って、試料2の粘度の2倍である。しかしながら、多糖の濃度が増大するにつれて、粘度の値には指数関数的増加がある。試料1の多糖濃度は試料3の場合の2倍であり、全オリゴ糖および多糖のそれら濃度は同じであり、それでも試料1の粘度は試料3よりも15倍大きい。
(実施例8)
水溶性液体生成物/成分の調製
下記のステップを行って、水溶性液体生成物/成分を発生させた(試料4):
1.ミリングされたトウモロコシ穂軸100gを、亜塩素酸ナトリウム2.5gを含有する脱イオン水1L中で、80℃で1.5時間、常に撹拌しながら加熱した。残留体積を、亜塩素酸ナトリウムをさらに5g含有する200mLの脱イオン水を添加することによって、900mLに再構成し、80℃で1時間、常に撹拌しながら加熱した。
2.溶液を、2mm孔径セラミックフィルター漏斗に通して真空で、濾液が透明になるまで濾過した。
3.保持された固形分を、1Lの0.5M水酸化ナトリウム0.1%(w/v)水素化ホウ素ナトリウム中で、17時間、50℃および115rpmで、振盪させながらインキュベートした。
4.次いでpHを、濃硫酸で7に調節し、水道水に対して24時間、12,000ダルトンのカットオフ透析チューブで透析した。
5.透析チューブの内容物を2Lビーカーに移し、不溶性画分を重力により沈降させた。
6.上澄みを2回デカンテーションし、蒸発により80℃で濃縮して、120mLの体積にした。
7.水溶性ポリマーを、3体積のエタノールを添加した後に、遠心分離によって沈殿させた。得られた上澄みを廃棄し、沈殿物を空気乾燥して、室温で一定の重量にした。
8.オリゴ糖を、最終w/wが10%のセロビオース、75%のキシロオリゴ糖、15%の抽出済み水溶性ポリマーに添加し、最低電力設定でWaring Xtremeブレンダーで均質になるまで混合した。94gの固形分をブレンダーから回収した。
9.意外にも、94gの固形分全てが、60mLの水に50℃で、穏やかに常に撹拌しながら(約100rpm)溶解し、150g/100gよりも大きい溶解度を示した。
発生した試料(例えば、上記ステップ8および9)を、試料4と呼ぶ。
(実施例9)
実施例8の水溶性液体生成物の物理化学的性質
流動特性:実施例8に記述される本開示による水溶性液体生成物の流動特性(試料4)を、水、20%w/vグルコース、40%w/vグルコース、60%w/vグルコース、80%w/vグルコース、および≧99%グリセロール(供給されたままのFisher G/0650/17)の比較組成物と共に、表1に詳述する。グルコース溶液は、6、12、18、および24gのD-グルコースをそれぞれ計量し、90℃の水で30mLに構成することによって作製した。流動特性は、5mLの流量を経時することによって測定し、適切な場合には、室温での重力下、試験液体20mLが充填された直立型シリンジ(BD Plastipak 300613)からの液体20mLにより、測定した。
表1:流動特性
試料をシリンジの底部から流出させるのに要する長い時間(即ち、より低い流量を有する)は、試料の高い粘度に相関する。流量が低くなるほど、液体試料は、よりシロップ状/粘着性になりかつ粘性になる。試料4に関して測定された流量は、グリセロールに類似しており、試験をした全てのグルコース溶液よりも低い。試料4のこの性質は、グルコース溶液、シリアルバーなどの食材中の結合剤としての水よりも有用にし、それと共に生成物に甘味を提供する。
色:試料4の色は、the American Society of Brewing Chemistsの推奨方法で公表された麦汁またはビールの色を評価するための方法である、標準参照法(SRM)による、No.30に該当した(ASBC Methods of Analysis(ASBC分析方法), Beer 10. Spectrophotometric Color Method Approved 1958(1958年に承認された分光測色法), rev. 2015. American Society of Brewing Chemists, St. Paul, MN, U.S.A)。簡単に言うと、試料の吸光度は、経路長1cmのセルで、430nmの波長で測定される。得られた吸光度値に12.7を乗じて明度を得る。試料4の濁度があると、吸光度は測定できず、評価はSRM No.30との光学的比較によって行った(濃赤色/褐色)。
陰イオン交換クロマトグラフィー:高性能陰イオン交換クロマトグラフィー(HPAEC)による試料4の分析を、CarboPac PA200分析カラム(3×250mm)およびCarboPac PA200Gガードカラム(3×50mm)およびDionex ED電気化学検出機を備えたThermo Fisher Scientific DIONEX ICS-6000システムを使用して行った。データは、Chromeleon 7ソフトウェアで獲得した。
溶離液A(milli Q水)、B(250mM NaOH)、およびC(250mM NaOH+1M 酢酸ナトリウム)を使用して、表2に示される勾配プロファイルを持つ移動相を生成した。
表2:勾配プロファイル
分析用の試料は、試料4を100倍に希釈し、0.45μmシリンジフィルターに通すことによって調製し、分析物の注入体積は10μlであった。
HPAEC分析(図5参照)は、試料4が、グルコースおよびキシロースから構成された単糖、二糖、およびその他のオリゴ糖の混合物であることを確認した。このことは、主にグルコースおよびフルクトースの単糖を含有するコーンシロップおよび高フルクトースコーンシロップなど、食品産業で典型的に使用されるシロップとは対照的である。その結果、試料4の生成物は食材として使用されるとき、コーンシロップおよび/または高フルクトースコーンシロップとは対照的に、より少ないカロリー、より低いグリセミック指数を有すること、および繊維を含有することが期待される。
(実施例10)
コールドプレスされたフルーツシリアルバー
コールドプレスフルーツシリアルバーを、下記の通り作成した:
1.実施例8からの試料4 120gを、30gのココナツ油と共に加熱し、ティースプーンで1クウォーター(1/4)のシナモンを添加した。
2.泡立ったら、混合物を熱から外し、40gのオート麦、40gの乾燥デーツ、10gのクリスプライス、および10gのシードを添加した。
3.成分を、全ての構成成分がコーティングされるまで完全に混合し、混合物をフリーザーバッグに移し、フリーザー内に入れた。バッグの内容物を、厚さ7~10mmに巻いて、4℃で一晩冷やし、その後、長方形にカットした。
得られた生成物(図6参照)は、噛み応えのある粘着性のシリアルバーであり、これは緩く固まっており、オート麦およびクリスプライスであって試料4および刻んだデーツにより与えられた知覚可能な甘さを持つものを含んでいた。
(実施例11)
大規模製造プロセスでの成分の生成
下記のステップを行って、大規模製造プロセスでの成分を生成した:
1.植物バイオマスの物理的前処理:ミリングされたトウモロコシ穂軸100kgと水とを、懸濁液中15%(w/w)固形分濃度で混合する。混合を開始し、95℃に加熱し、60分間、95℃で混合する。水酸化ナトリウム6kg(0.2~3重量%のトウモロコシ穂軸)を添加し、撹拌し続ける。95℃の温度に加熱し、60分間混合して、トウモロコシ穂軸中に存在するヘミセルロースを放出する。60分の終わりに、50℃に冷却し、硫酸でpHを5.5に調節する。
2.可溶性多糖の部分の除去:全キシランの5~30%に相当する可溶性相の一部を除去する。硫酸で中和し、濃縮し、限外濾過により精製する。沈殿したいかなるポリマーも除去する。
3.加水分解:セルロース分解性酵素(例えば、Trichoderma reeseiから)を、ミリングされたトウモロコシ穂軸の混合物に添加して、約50℃で12~72時間、インキュベートする。
4.バイオマスの分離:加水分解の終わりに、液体を、フィルタープレスまたはデカンテーション遠心分離機などの固-液分離機に通して、生成物から分離する。
5.酵素加水分解後の酵素分離:スラリーからの液体画分は、酵素、オリゴ糖、水、および分離される必要がある塩を含有する。3kDaまたは10kDaの中空糸膜を使用して、酵素タンパク質および他の高分子を分離する。
6.塩は、≦45℃でイオン交換カラムを使用して除去する。
a.陽イオンカラム:強酸性陽イオン交換樹脂、架橋ポリスチレンマトリックス、スルホネート官能基、およびNa+対イオン。
b.陰イオンカラム:マクロ多孔質、弱塩基性陰イオン交換樹脂、架橋ポリスチレンマトリックス、ジメチル-第三級アミン官能基、およびOH-対イオン。
7.オリゴ糖濃度:所望のオリゴ糖は、室温で、ナノ濾過を通して選択的に濃縮される。
8.濃度:必要に応じて液体を40~75%に、60~80℃で濃縮する。
9.再結合:精製された可溶性ポリマーと、酵素でもたらされたオリゴマーとを、5:95~20:80の乾燥重量比で合わせる。
10.噴霧乾燥:入口温度130~160℃および出口温度65~85℃で、得られた溶液を噴霧乾燥する。
(実施例12)
押出し成型シリアルバーを製造するための液体成分の使用
下記のステップにより、本明細書で提供されたままの液体成分を使用して、押出し成型シリアルバーを製造することができる:
1.10.5kgのキシラン、57kgのキシロオリゴ糖、および7.5kgのセロビオースを含む120kgの溶液を、130kgのココナツ油と共に加熱し、高速混合機内に移す。200kgのロール巻にされたオート麦および25kgのみじん切りしたデーツ/レーズン混合物を添加し、完全に混合する。これをドウ混合機内に、生地供給システムを通して律動的に送り込み、20psiで固める。
2.混合物を、ベルトおよびラムズホーンを介して移し、20分間、180℃でベークする。次いで生成物を、オーブントラベレーターを介してビスケット切断ライン上に移し、次いで様々な形のフィルにし、<5℃まで冷却したら密閉法包装する。
3.得られた生成物は、緩く固められかつオート麦で満たされた、ソフトで粘着性のあるシリアルバーである。甘味は、10.5kgのキシラン、57kgのキシロオリゴ糖、7.5kgのセロビオースを含む液体溶液と、バー内のみじん切りされたデーツにより与えられる。10.5kgのキシラン、57kgのキシロオリゴ糖、7.5kgのセロビオース、およびココナツ油を含む液体溶液は、バー内部のその他の成分を一緒に保持する結合剤として作用し、かつバーにその構造を与える。
(実施例13)
押出し成型された朝食用シリアルを製造するための液体成分の使用
下記のステップは、押出し成型された朝食用シリアルを製造するために、本明細書で提供される液体成分を使用するのに行うことができる:
1.シリアル粉(約85~75%w/v)を、水100g当たり22.5gのキシラン、30gのセロビオース、および97.5gのキシロオリゴ糖を含む溶液(約15~25%v/v)ならびに任意の添加剤、例えば保存剤およびビタミンおよびミネラルと合わせて栄養価を高めることにより、生地を形成する。この生地を、二軸スクリュー押出し機を使用して押し出し、ここで生成物は、熱および水分の添加、および/または水蒸気および機械的剪断の組合せを使用して調理され、ノズル内に押し通すことによって生成物の形状を形成する。次いで生成物を、テクスチャが軽くなるまでかつ色が黄金色になるまで膨らませ、冷却する。
2.結果は、軽くてサクサクした、成形された朝食用シリアル製品である。22.5gのキシラン、30gのセロビオース、および97.5gのキシロオリゴ糖を含む液体溶液は、生成物に甘味を与え、押出し成型前に生地の構造を形成するのを助ける。
(実施例14)
トマトケチャップを製造するための液体成分の使用
トマトケチャップが製造されるよう、本明細書で提供される液体成分を使用するために、下記のステップを行うことができる:
1.タマネギ4個および250gのセロリを、フードプロセッサーで微細にみじん切りされるまでブレンドする。それを大さじ5杯の植物油で、弱火で5分間フライにする。4片のニンニクを加え、さらに5分間調理する。小さじ1杯の粉砕したコリアンダー、1本の短いシナモンスティック、小さじ1杯のオールスパイス、小さじ2分の1(1/2)の粉砕したブラックペッパー、および小さじ2杯のセロリ塩を添加し、さらに1分間調理する。
2.混合物に、2kgの熟したみじん切りのトマト、大さじ3杯のトマトピューレ、小さじ2分の1(1/2)のチリソース、200mLのシロワインビネガー、ならびに水100g当たり22.5gのキシラン、30gのセロビオース、および97.5gのキシロオリゴ糖を含む285mLの溶液を、添加する。混合物を火に戻して沸騰させ、蓋をせずにそのままにして、トマトが軟らかくなるまで1時間煮る。シナモンスティックを廃棄し、ソース混合物を、滑らかになるまでブレンドし、次いで裏ごしする。
3.得られた生成物は、滑らかでぴりっとしたトマトケチャップである。22.5gのキシラン、30gのセロビオース、および97.5gのキシロオリゴ糖を含む液体溶液は、生成物を甘くし、ソースにこくを与え、ソースを濃厚にしソースを嵩増しするのを助ける。
(実施例15)
トウモロコシ穂軸の洗浄後の水中の糖のHPAECクロマトグラフィー
トウモロコシ穂軸を、室温の水中で、100g/Lでインキュベートし(表3の「洗浄」)、次いで水をデカンテーションした。水を当初の全体積に添加し、90℃に60分間加熱し(表3の「湿潤」)、その後、90℃で60分間、希薄NaOH中で加熱した(表3の「前処理」)。
HPAECを、洗浄、湿潤、および前処理試料で行い、糖のピークを特定した(図7、例えば「洗浄」からのクロマトグラム参照)。表3に指示されるように、プロセス開始時のトウモロコシ穂軸の約2%は、洗い出すことができるグルコースであり、おそらくはより多くのグルコースが洗い出され得る。洗浄ステップ後のpHは4.5に低下することにも留意されたい。
表3
(実施例16)
砂糖および有機酸の定量
プロセスに対する予備洗浄ステップの影響を定量するために、トウモロコシ穂軸の3つの個別のバッチを、図10Aで概略的に示す手順に従い処理した。試料を、HPLCにより糖に関して分析し(図10B)、HPLCにより有機酸に関して分析した(図10C)。種々の試料(試料A~Eおよび5分(1/12時間)から4時間)から単離された糖および有機酸組成物の差は、洗浄の影響を示す。予備洗浄の影響は、洗浄当たり600mLのうち150mLよりも多くが抽出されたことよりも、大きかったと考えられる。したがってこれらのデータは、洗浄を行うことができるが洗浄の限界ではない方針を示す。
図示されるように、グルコース、フルクトース、およびスクロースは全て、予備洗浄により減少した。フルクトースおよびグルコースは、NaOH処理中に大きく破壊されるが、スクロースはNaOH処理に対して耐性がある。スクロースは一般に、濾過を通して他の二糖から除去できないので、洗浄によって除去するのに役立てることができる。表4は、試料D(「洗浄なし」および「二重洗浄」)中の糖の比較を示し、表5は、4時間試料(「洗浄なし」および「二重洗浄」)中の糖の比較を示す。
表4
表5
「苛性蒸解」ステップ(例えば、熱化学的ステップ)の開始前に、予備洗浄は、グルコースおよびフルクトースの約50%の還元と、スクロースの約80%の還元をもたらす。加水分解の終わりに、予備洗浄は、少量の砂糖に小さな差をもたらす。キシロースをベースにした砂糖は、濃度を増大させるようであり(ネガティブな変化により明らかにされるように)、一方、グルコースおよびセロビオースは濃度が低下する。
検出された大量の有機酸は、洗浄の生成物ではなく、むしろ前処理の生成物である。しかしながら、洗浄されていないバイオマスは、2回洗浄された材料よりも高い有機酸の全負荷を有するようである。
洗浄されたバイオマスに関する酸濃度も、前処理に至るステップに関してより低いようである。表6は、試料Dの比較を示し、表7は4時間試料の比較を示す。
表6
表7
有機酸含量に対する洗浄の影響は、「変化」(「洗浄なし」-「二重洗浄」によって計算される)で示されるように、湿潤段階の終わり(試料D)および加水分解反応の終わり(4時間試料)の両方で顕著である(例えば、表6および7参照)。湿潤段階の終わりに(試料D)、ラクテートおよびホルメートを除く全てのその他の酸(n/d)を検出し、それらは2回洗浄されていた材料に関してより低い濃度であった。
加水分解の終わりに、アセテート含量はより高い(加水分解がアセテートを放出する)。他の酸は、洗浄されていないものよりも洗浄されたバイオマスに関してより低くあり続ける(低濃度で存在するラクテートを除く)。
試料の目視観察を、図10Dに示す。2回の洗浄後、トウモロコシ穂軸は、より少ない着色化合物を放出し、リカーはより軽い。いかなる特定の論理にも拘泥するものではないが、着色化合物は、洗浄中に放出されたフェノールおよび有機酸のようである。
(実施例17)
コールドプレスされたシリアルバーの比較
コールドプレスシリアルバーを、以前のようなレシピに従い調製した(実施例10参照)。
可溶性多糖および不溶性多糖を、比較のためシリアルバーに使用した。可溶性および不溶性多糖は下記の通りであった:
可溶性多糖:組成が10%乾燥w/wセロビオース、75%キシロオリゴ糖、および15%の抽出された水溶性ポリマーである、94gの乾燥成分を含有する60mLの水(実施例8で上述したような試料4)。
不溶性多糖:組成が10%乾燥w/wセロビオース、75%キシロオリゴ糖、および15%の微結晶質セルロースである、94gの乾燥成分を含有する60mLの水。
図11Aを参照すると、不溶性多糖で作製されたシリアルバーは、テーブルに置いたときに固体のバーのように見えたが、そのソフトなテクスチャおよび十分に一緒に結合されていない成分に起因して、テーブルから持ち上げて手にとるや否や崩れ始めた。対照的に、可溶性多糖で作製されたシリアルバーは、容易に取り扱うことができ、それらの形状が維持された。
シリアルバーの硬さおよび粘着性を、「ExponentC」ソフトウェアを使用するTA-XTPlusCテクスチャ分析器(Stable Microsystems、UK)を使用して測定した。9.6cm×3.8cm×1cmの寸法(L×W×H)の試料を、プローブ下の中心に置いた。6mmの直径のアルミニウム円筒状プローブを、「リターントゥスタート」モードおよび30kg負荷セルの貫入試験で使用した。プローブが表面上に誘起されると、2mm/秒の速度で試料中2mmの距離を貫入した。この時点で(2mm深さ)、力の値を記録し、試料の「硬さ」の尺度として得た。次いでプローブを試料から引き出し、そのポイントで引き出すための最大の力または「粘着性」を記録した。試験前の速度は1mm/秒であり、試験後の速度は10mm/秒であった。
結果は、最も硬いバーが可溶性成分で作製されたものであるが、不溶性成分に関してはより低い値が得られたことを示した(図11B)。同様に、可溶性多糖含有バーは、より高い粘着性を有しており、不溶性多糖含有バーは、粘着性を低下させた。これらの結果は、目視および触覚観察事項を確認した。
表8:結果
表9:テクスチャ分析器の設定
シリアルバーの硬さを、「ExponentC」ソフトウェアを使用するTA-XTPlusCテクスチャ分析器(Stable Microsystems、UK)を使用してさらに測定した。9.6cm×3.8cm×1cm(L×W×H)の寸法を持つ試料を、ナイフ下の中心に置いた。ナイフのエッジを、「リターントゥスタート」モードおよび30kg負荷セルの切断試験で使用した。ナイフが表面上に誘起されると、2mm/秒の試験速度で試料中を5mm貫入した。切断試験中に測定された最大の力を、試料の硬さとして記録した。試験前の速度は1.5mm/秒であり、試験後の速度は10mm/秒であった。
切断方法を使用して得られた結果は、上述の貫入方法を使用して得られた結果を確認する。結果は、最も硬いバーが可溶性多糖で作製されたものであり、一方、より低い値は、不溶性多糖含有バーに関して得られ、不溶性多糖含有バーはより軟らかいことを示す(図11C)。
表10:結果
表11:テクスチャ分析器の設定
(実施例18)
不溶性多糖対可溶性多糖を含む糖組成物の粘度
下記の試料を調製した:
試料1:10%乾燥w/wセロビオース、75%キシロオリゴ糖、および15%の抽出された水溶性ポリマーの組成を持つ94gの乾燥成分を含有する60mLの水。
試料2:10%乾燥w/wセロビオース、75%キシロオリゴ糖、および15%の微結晶質セルロースの組成を持つ94gの乾燥成分を含有する60mLの水。
実施例8の「試料4」、実施例17の「可溶性多糖」、および実施例18の「試料1」は、実質的に同一および/または同義である。さらに、実施例18の「試料2」および実施例17の「不溶性多糖」は、実質的に同一および/または同義である。
試料を、実施例9に記述されるように流動特性に関して分析した。データは、可溶性多糖がオリゴ糖組成物の粘度を変調させることを確認する(表12)。このことは、オリゴ糖のみの場合に一般には可能ではない手法で、溶液の粘性測定特性の微細な調整を可能にする。
表12
配列表
LPMO
AA9 LPMO、Podospora anserinaから(配列番号1)。
Genbank ID CAP67740
リケナーゼ
GH16リケナーゼ、Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168から(配列番号2)。
GenBank ID CAA86922.1
キシラナーゼ
GH5アラビノキシラナーゼ、Ruminiclostridium thermocellumから(配列番号3)。
GenBank ID ABN53395.1
GH5キシラナーゼ、Gonapodya proliferaから(配列番号4)。
GenBank ID KXS18720.1
GH30キシラナーゼ、Dickeya chrysanthemiから(配列番号5)。
GenBank ID AAB53151.1
GH30キシラナーゼ、Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168から(配列番号6)。
GenBank ID CAA97612.1
GH30キシラナーゼ、Bacteroides ovatusから(配列番号7)。
GenBank ID SDY64378.1
キシログルカナーゼ
GH5キシログルカナーゼ、Bacteroides ovatusから(配列番号8)。
GenBank ID ALJ47680.1
GH74キシログルカナーゼ、Trichoderma reeseiから(配列番号9)
GenBank ID AAP57752.1
セロビオヒドロラーゼ
GH7 Cel7Aセロビオヒドロラーゼ、Trichoderma reeseiから(配列番号10)
GenBank ID CAH10320.1
GH6 Cel6Aセロビオヒドロラーゼ、Trichoderma reeseiから(配列番号11)
GenBank ID AAA34210.1
エンドグルカナーゼA eglA-Aspergillus niger GH12(配列番号12)
Aspergillus nigerエンド-β-1,4-グルカナーゼ GH5、CBM1(配列番号13)
Aspergillus nigerエンド-β-1,4-グルカナーゼB GH5(配列番号14)
GH30キシラナーゼ、Trichoderma reeseiから(配列番号15)
Aspergillus nigerエンド-β-1,4-キシラナーゼ1 GH11(配列番号16)
GH5マンナーゼ、Trichoderma reeseiから(配列番号17)
Aspergillus nigerエンド-β-1,4-マンナーゼGH26(配列番号18)
Aspergillus nigerβ-マンナーゼGH5(配列番号19)
Aspergillus nigerセロビオヒドロラーゼA GH7(配列番号20)
Aspergillus nigerセロビオヒドロラーゼB GH7、CBM1(配列番号21)
GH3 ベータ-グルコシダーゼ、Trichoderma reeseiから(配列番号22)
AA9 LPMO、Trichoderma reeseiから(配列番号23)
GH7ベータ-グルアナーゼ(EGI)、Trichoderma reeseiから(配列番号24)
GenBank: AAA34212.1
GH5 ベータ-グルカナーゼ(EGII)、Trichoderma reeseiから(配列番号25)
GenBank: ABA64553.1
本発明の好ましい実施形態について、図示し本明細書で記述してきたが、そのような実施形態は単なる例として提供されることが当業者に明らかにされよう。次に数多くの変形例、変更例、および置換例を、本発明から逸脱することなく当業者なら思い浮かべるであろう。本明細書に記述される本発明の実施形態の様々な代替例が、本発明の実施に際して用いられ得ることが、理解されるべきである。
本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、発行特許、およびその他の文書は、個々の刊行物、特許出願、発行特許、またはその他の文書のそれぞれの全体が参照により組み込まれるように特にかつ個々に示されるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれるテキストに含有される定義は、それらが本開示の定義と矛盾する限り除外される。
特定の実施形態では、例えば、以下が提供される:
(項目1)
ヒトの飲食のための成分を形成する方法であって、
(a)バイオマスから1種または複数の可溶性多糖を単離するステップ;
(b)残留した前記バイオマスを1種または複数の酵素に接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;
(c)前記1種または複数のオリゴ糖を単離するステップ;および
(d)ステップ(a)に由来する前記1種または複数の可溶性多糖の一部をステップ(c)に由来する前記1種または複数のオリゴ糖の一部と一緒にして、前記成分を形成するステップ
を含む、方法。
(項目2)
前記単離された1種または複数の可溶性多糖を精製するステップをさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記単離された1種または複数のオリゴ糖を精製するステップをさらに含む、項目1または項目2に記載の方法。
(項目4)
前記バイオマスを処理するステップであって、前記1種または複数の可溶性多糖を溶解するステップをさらに含む、項目1から3のいずれか一項に記載の方法。
(項目5)
前記単離された1種または複数の可溶性多糖を精製するステップをさらに含む、項目1から4のいずれか一項に記載の方法。
(項目6)
前記処理するステップが熱化学処理を含む、項目4に記載の方法。
(項目7)
前記熱化学処理が、温水処理または高温アルカリ処理のうちの少なくとも1つを含む、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記高温アルカリ処理が、10~14のpHを有するアルカリを使用する、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記高温アルカリ処理が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸アンモニウム、水酸化アンモニウムまたはアンモニア水のうちの少なくとも1種を使用する、項目7または項目8に記載の方法。
(項目10)
前記処理するステップが、30℃~180℃の温度で行われる、項目4から9のいずれか一項に記載の方法。
(項目11)
前記処理するステップが、10分間~24時間、行われる、項目4から10のいずれか一項に記載の方法。
(項目12)
前記1種または複数の可溶性多糖および/または前記1種または複数のオリゴ糖が、ステップ(d)の前に乾燥される、項目1から11のいずれか一項に記載の方法。
(項目13)
前記1種または複数の可溶性多糖および/または前記1種または複数のオリゴ糖が、ステップ(d)の後に乾燥される、項目1から11のいずれか一項に記載の方法。
(項目14)
前記成分が水溶性である、項目1から13のいずれか一項に記載の方法。
(項目15)
水への前記成分の溶解度が、50℃において、100gの水あたり前記成分が少なくとも80gである、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記成分と液体を一緒にして、液体成分を形成するステップをさらに含む、項目1から15のいずれか一項に記載の方法。
(項目17)
前記液体成分の粘度が、コーンシロップの粘度と類似している、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記液体成分の粘度が、高フルクトースコーンシロップの粘度と類似している、項目16に記載の方法。
(項目19)
前記液体成分が、コーンシロップまたは高フルクトースコーンシロップよりも、グラムあたりのカロリーが低い、項目16から18のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
前記液体成分が、コーンシロップまたは高フルクトースコーンシロップより低いグリセミック指数を有する、項目16から19のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
前記液体が水を含む、項目16から20のいずれか一項に記載の方法。
(項目22)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも20%の前記少なくとも1種のオリゴ糖、および乾燥重量で、少なくとも2%の前記少なくとも1種の多糖を含む、項目16から21のいずれか一項に記載の方法。
(項目23)
前記液体成分が、5cps~100,000cps、8,000cps~100,000cps、10,000cps~50,000cpsまたは15,000cps~25,000cpsの粘度を有する、項目16から22のいずれか一項に記載の方法。
(項目24)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも2%のキシランを含む、項目16から23のいずれか一項に記載の方法。
(項目25)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも2%のマンナンを含む、項目16から24のいずれか一項に記載の方法。
(項目26)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも2%のセルロース誘導体を含む、項目16から25のいずれか一項に記載の方法。
(項目27)
前記液体成分が、0.1%~50%w/vの多糖の濃度を有する、項目16から26のいずれか一項に記載の方法。
(項目28)
前記液体成分が、1:100~1:1の比の量の多糖およびオリゴ糖を含む、項目16から27のいずれか一項に記載の方法。
(項目29)
前記1種または複数の可溶性多糖が、マンナン、キシラン、混合連結グルカン、リグノセルロース、ヘミセルロース、セルロース誘導体、キトサンまたはキシログルカンのうちの少なくとも1種を含む、項目1から28のいずれか一項に記載の方法。
(項目30)
前記セルロース誘導体が、酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロースまたはヒドロキシメチルセルロースのうちの少なくとも1種を含む、項目29に記載の方法。
(項目31)
前記バイオマスが、サトウキビバイオマス、トウモロコシバイオマス、小麦バイオマス、広葉樹バイオマスまたは針葉樹バイオマスのうちの少なくとも1種を含む、項目1から30のいずれか一項に記載の方法。
(項目32)
前記1種または複数のオリゴ糖が、以下:
i)2~6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;
ii)2~12のDPを有するキシロオリゴ糖;
iii)3~15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;
iv)2~12のDPを有するマンノオリゴ糖;
v)2~5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;
vi)4~12のDPを有するキシログルカンオリゴ糖;または
vii)2~12のDPを有するキトオリゴ糖
のうちの少なくとも1種を含む、項目1から31のいずれか一項に記載の方法。
(項目33)
前記成分が、(i)~(vii)に列挙される前記オリゴ糖のうちの少なくとも2種を含む、項目32に記載の方法。
(項目34)
前記成分が、互いに関して、前記少なくとも2種のオリゴ糖を1:9~1:1の比で含む、項目33に記載の方法。
(項目35)
ヒトの飲食のための組成物であって、
可溶性多糖;および
以下:
(i)2~6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;
(ii)2~12のDPを有するキシロオリゴ糖;
(iii)2~12のDPを有するマンノオリゴ糖;
(iv)3~15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;
(v)2~5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;または
(vi)2~12のDPを有するキトオリゴ糖
のうちの少なくとも1種を含む、オリゴ糖
を含み、乾燥重量で、5%未満の可溶性多糖を含む、組成物。
(項目36)
不溶性多糖を実質的に含まない、項目35に記載の組成物。
(項目37)
水溶性である、項目35または項目36に記載の組成物。
(項目38)
水中の前記組成物の溶解度が、50℃において、100gの水あたり前記組成物が少なくとも80gである、項目37に記載の組成物。
(項目39)
液体をさらに含み、これによって、液体成分が形成される、項目35から38のいずれか一項に記載の組成物。
(項目40)
前記液体が水である、項目39に記載の組成物。
(項目41)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも20%の前記少なくとも1種のオリゴ糖、および乾燥重量で、少なくとも2%の前記少なくとも1種の多糖を含む、項目39または項目40に記載の組成物。
(項目42)
前記液体成分が、5cps~100,000cps、8,000cps~100,000cps、10,000cps~50,000cpsまたは15,000cps~25,000cpsの粘度を有する、項目39から41のいずれか一項に記載の組成物。
(項目43)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも2%のキシランを含む、項目39から42のいずれか一項に記載の組成物。
(項目44)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも2%のマンナンを含む、項目39から43のいずれか一項に記載の組成物。
(項目45)
前記液体成分が、乾燥重量で、少なくとも2%のセルロース誘導体を含む、項目39から44のいずれか一項に記載の組成物。
(項目46)
前記液体成分が、0.1%~50%w/vの多糖の濃度を有する、項目39から45のいずれか一項に記載の組成物。
(項目47)
前記液体成分が、1:100~1:1の比の量の多糖およびオリゴ糖を含む、項目39から46のいずれか一項に記載の組成物。
(項目48)
前記1種または複数の可溶性多糖が、マンナン、キシラン、混合連結グルカン、リグノセルロース、ヘミセルロース、セルロース誘導体、キトサンまたはキシログルカンのうちの少なくとも1種を含む、項目35から47のいずれか一項に記載の組成物。
(項目49)
前記セルロース誘導体が、酢酸セルロース、ヒドロキシエチルセルロースまたはヒドロキシメチルセルロースのうちの少なくとも1種を含む、項目48に記載の組成物。
(項目50)
前記バイオマスが、サトウキビバイオマス、トウモロコシバイオマス、小麦バイオマス、広葉樹バイオマスまたは針葉樹バイオマスのうちの少なくとも1種を含む、項目35から49のいずれか一項に記載の組成物。
(項目51)
前記1種または複数のオリゴ糖が、以下:
i)2~6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;
ii)2~12のDPを有するキシロオリゴ糖;
iii)3~15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;
iv)2~12のDPを有するマンノオリゴ糖;
v)2~5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;
vi)4~12のDPを有するキシログルカンオリゴ糖;または
vii)2~12のDPを有するキトオリゴ糖
のうちの少なくとも1種を含む、項目35から50のいずれか一項に記載の組成物。
(項目52)
前記組成物が、(i)~(vii)に列挙される前記オリゴ糖のうちの少なくとも2種を含む、項目51に記載の組成物。
(項目53)
前記成分が、互いに関して、前記少なくとも2種のオリゴ糖を1:9~1:1の比で含む、項目52に記載の組成物。
(項目54)
ヒトの飲食のための成分を生成する方法であって、
(a)バイオマスに物理的事前処理を行い、前記バイオマスの平均サイズを低下させるステップ;
(b)前記物理的事前処理済みバイオマスに穏やかな事前処理を行うステップであって、前記穏やかな事前処理が、
(i)前記物理的事前処理済みバイオマスを水溶液中でインキュベートして、前記物理的事前処理済みバイオマスに由来する単糖および/または二糖を溶解させること;および
(ii)前記溶解した単糖および/または二糖の一部を前記水溶液から取り出すことを含む、ステップ;
(c)前記穏やかな事前処理済みバイオマスに強力な事前処理を行って、前記バイオマスの消化性を増大させるステップ;
(d)溶液または懸濁液中で、1種または複数の多糖切断酵素および前記強力な事前処理済みバイオマスを接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;および
(e)前記1種または複数のオリゴ糖の濃度を増大するよう前記溶液または懸濁液を富化して前記成分を形成するステップ
を含む、方法。
(項目55)
前記穏やかな事前処理が、インキュベーションサイクルである、項目54に記載の方法。
(項目56)
前記強力な事前処理が、酸性溶液またはアルカリ溶液のうちの1つ中で、前記穏やかな事前処理済みバイオマスをインキュベートすることを含む熱化学処理である、項目54または項目55に記載の方法。
(項目57)
ステップ(b)(ii)において、前記溶解した単糖および/または二糖の少なくとも25%または50%を前記インキュベーション溶液から取り出すことをさらに含む、項目54から56のいずれか一項に記載の方法。
(項目58)
ステップ(c)の後の前記強力な事前処理済みバイオマス組成物が、10%w/w未満単糖を含む、項目54から57のいずれか一項に記載の方法。
(項目59)
前記溶液または懸濁液に由来する前記1種または複数のオリゴ糖を精製するステップをさらに含む、項目54から58のいずれか一項に記載の方法。
(項目60)
ステップ(c)の後の前記強力な事前処理済みバイオマス組成物が、20%w/w未満単糖を含む、項目54から57に記載の方法。
(項目61)
ステップ(b)を繰り返すステップをさらに含む、項目54から60のいずれか一項に記載の方法。
(項目62)
ステップ(b)が、2回、3回、4回または5回、行われる、項目61に記載の方法。
(項目63)
ステップ(c)を繰り返すステップをさらに含む、項目54から62のいずれか一項に記載の方法。
(項目64)
ステップ(c)が、2回、3回、4回または5回、行われる、項目63に記載の方法。
(項目65)
ステップ(b)において取り出した、前記溶解した単糖および/または二糖の前記一部を濃縮するステップをさらに含む、項目54から64のいずれか一項に記載の方法。
(項目66)
ステップ(b)において取り出した、前記溶解した単糖および/または二糖の前記一部を廃棄するステップをさらに含む、項目54から64のいずれか一項に記載の方法。
(項目67)
ステップ(b)において取り出した、前記溶解した単糖および/または二糖の前記一部が、ステップ(e)の前記1種または複数のオリゴ糖の一部とは一緒にしないで前記成分を形成する、項目54から66のいずれか一項に記載の方法。
(項目68)
前記成分が、乾燥重量で、15%未満の単糖を含む、項目54から67のいずれか一項に記載の方法。
(項目69)
前記成分が、乾燥重量で、50%未満の二糖を含む、項目54から68のいずれか一項に記載の方法。
(項目70)
前記成分が、単糖を実質的に含まない、項目54から69のいずれか一項に記載の方法。
(項目71)
前記成分が、二糖を実質的に含まない、項目54から70のいずれか一項に記載の方法。
(項目72)
前記1種または複数のオリゴ糖が、以下:
i)2~6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;
ii)2~12のDPを有するキシロオリゴ糖;
iii)3~15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;
iv)2~12のDPを有するマンノオリゴ糖;
v)2~5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;
vi)4~12のDPを有するキシログルカンオリゴ糖;または
vii)2~12のDPを有するキトオリゴ糖
のうちの少なくとも1種を含む、項目54から71のいずれか一項に記載の方法。
(項目73)
前記成分が、(i)~(vii)に列挙される前記オリゴ糖のうちの少なくとも2種を含む、項目72に記載の方法。
(項目74)
前記成分が、互いに関して、前記少なくとも2種のオリゴ糖を1:9~1:1の比で含む、項目73に記載の方法。
(項目75)
前記成分が、スクロース、マルトース、ラクトース、グルコース、フルクトースまたはガラクトースのうちの少なくとも1種を、i~viiの全てのオリゴ糖の全乾燥w/wの50%未満の全乾燥w/wで含む、項目70から74のいずれか一項に記載の方法。
(項目76)
前記単糖および/または二糖が、スクロース、マルトース、ラクトース、グルコース、フルクトースまたはガラクトースのうちの少なくとも1種を含む、項目54から74のいずれか一項に記載の方法。
(項目77)
ステップ(b)が、単糖および/または二糖に加えて、1種または複数の有機酸を溶解する、項目53から76のいずれか一項に記載の方法。
(項目78)
前記1種または複数の有機酸が、オキサレート、タルタレート、スクシネート、ホルメート、シトレート、マレエート、ラクテートまたはアセテートのうちの少なくとも1種を含む、項目77に記載の方法。
(項目79)
オキサレート、タルタレート、スクシネート、ホルメート、シトレート、マレエート、ラクテートおよびアセテートの総重量が、ステップbにおいて溶解して取り出した部分中、スクロース、マルトース、ラクトース、グルコース、フルクトースおよびガラクトースの総重量の10%より多い、項目78に記載の方法。
(項目80)
ステップ(a)の前記物理的事前処理が、前記バイオマスをチップ化、細断、ミリング、ボールミリング、粉砕、整形、またはブレンドすることのうちの少なくとも1つを含む、項目54から76のいずれか一項に記載の方法。
(項目81)
ステップ(b)の前記穏やかな事前処理が、水を含む水溶液中で行われる、項目54から80のいずれか一項に記載の方法。
(項目82)
ステップ(b)の前記穏やかな事前処理が、5℃~150℃の温度で行われる、項目54から81のいずれか一項に記載の方法。
(項目83)
ステップ(b)の前記穏やかな事前処理が、15分間~1時間、行われる、項目54から82のいずれか一項に記載の方法。
(項目84)
ステップ(c)の前記強力な事前処理が、前記酸性溶液または前記アルカリ溶液中で、前記穏やかな事前処理済みバイオマスを加熱することを含む、項目54から83のいずれか一項に記載の方法。
(項目85)
前記加熱することが、50℃~150℃の温度で行われる、項目84に記載の方法。
(項目86)
前記加熱することが、30分間~4時間行われる、項目84または項目85に記載の方法。
(項目87)
ステップ(c)が、pH8~11を有するアルカリ溶液中で、前記穏やかな事前処理済みバイオマスを処理することを含む、項目54から86のいずれか一項に記載の方法。
(項目88)
前記アルカリ溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、アンモニア水、硫酸アンモニウムまたは水酸化アンモニウムのうちの少なくとも1種を含む、項目87に記載の方法。
(項目89)
ステップ(c)が、pH4~6を有する酸性溶液中で、前記穏やかな事前処理済みバイオマスを処理することを含む、項目54から88のいずれか一項に記載の方法。
(項目90)
前記酸性溶液が、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸またはシュウ酸のうちの少なくとも1種を含む、項目89に記載の方法。
(項目91)
前記バイオマスが、サトウキビ、トウモロコシ茎葉、トウモロコシ穂軸、ふすま、麦わら、広葉樹または針葉樹のうちの少なくとも1種を含む、項目54から90のいずれか一項に記載の方法。
(項目92)
前記バイオマスが、セルロース、キチン、キトサン、キシラン、キシログルカン、混合連結グルカン、マンナンまたはリグノセルロースのうちの少なくとも1種を含む、項目54から91のいずれか一項に記載の方法。
(項目93)
前記1種または複数の多糖切断酵素が、セルラーゼ、キシラナーゼ、キシログルカナーゼ、エンド-グルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、マンナナーゼ、リケナーゼまたは溶解性多糖モノオキシゲナーゼ(LPMO)のうちの少なくとも1種を含む、項目54から92のいずれか一項に記載の方法。
(項目94)
前記1種または複数の多糖切断酵素が、AA9、AA10、AA11、AA13、AA14またはAA15のうちの少なくとも1つを含む、項目54から92のいずれか一項に記載の方法。
(項目95)
前記1種または複数の前記多糖切断酵素が、Trichoderma reeseiなどの糸状菌から調製される、項目54から92のいずれか一項に記載の方法。
(項目96)
前記1種または複数の多糖切断酵素が、触媒モジュールに操作可能に連結されている、項目54から95のいずれか一項に記載の方法。
(項目97)
前記1種または複数の多糖切断酵素が、非触媒モジュールに操作可能に連結されている、項目54から95のいずれか一項に記載の方法。
(項目98)
前記非触媒モジュールが、炭水化物結合性モジュールである、項目97に記載の方法。
(項目99)
ヒトの飲食のための水溶性組成物であって、
以下のオリゴ糖:
i)2~6の重合度(DP)を有するセロオリゴ糖;
ii)2~12のDPを有するキシロオリゴ糖;
iii)3~15のDPを有するアラビノキシロオリゴ糖;
iv)2~12のDPを有するマンノオリゴ糖;
v)2~5のDPを有する混合連結グルカンオリゴ糖;
vi)4~12のDPを有するキシログルカンオリゴ糖;または
vii)2~12のDPを有するキトオリゴ糖
のうちの少なくとも1種;および
以下の単糖または二糖:スクロース、マルトース、ラクトース、フルクトースまたはガラクトースのうちの少なくとも1種
を含み、
前記単糖または二糖の全乾燥重量が、2~12のDPを有する前記オリゴ糖の全乾燥重量の10%未満を構成する、水溶性組成物。
(項目100)
前記成分が、(i)~(vii)に列挙される前記オリゴ糖のうちの少なくとも2種を含む、項目99に記載の組成物。
(項目101)
前記成分が、以下の有機酸:オキサレート、タルタレート、スクシネート、ホルメート、シトレート、マレエート、ラクテートまたはアセテートのうちの少なくとも1種をさらに含む、項目99または項目100に記載の組成物。
(項目102)
前記成分が、少なくとも2種の前記有機酸を含む、項目101に記載の組成物。
(項目103)
互いに関して、(i)~(vii)に列挙される前記オリゴ糖のうちの少なくとも2種を1:9~1:1の比で含む、項目99から102のいずれか一項に記載の組成物。
(項目104)
グルコース、フルクトースまたはスクロースからなる群から選択される少なくとも1種の単糖または二糖;オキサレート、タルタレート、スクシネート、ホルメート、シトレート、マレエート、ラクテートまたはアセテートからなる群から選択される少なくとも1種の有機酸を含む組成物であって、前記有機酸の総重量が、前記単糖または二糖の総重量の10%より多い、組成物。
(項目105)
ヒトの飲食のための成分を生成する方法であって、
(a)バイオマスに物理的事前処理を行い、前記バイオマスの平均サイズを低下させるステップ;
(b)前記物理的事前処理済みバイオマスに穏やかな事前処理を行うステップであって、前記穏やかな処理が、
(i)前記物理的事前処理済みバイオマスを水溶液中でインキュベートして、前記物理的事前処理済みバイオマスに由来する単糖および/または二糖を溶解させること;および
(ii)前記溶解した単糖および/または二糖の一部を前記水溶液から取り出すことを含む、ステップ;
(c)前記穏やかな事前処理済みバイオマスに強力な事前処理を行って、多糖を溶解させて、植物バイオマスの消化性を増大させるステップ;
(d)1種または複数の溶解した多糖を前記バイオマスから単離するステップ;
(e)残留した前記バイオマスを1種または複数の酵素に接触させて、1種または複数のオリゴ糖を形成するステップ;
(f)前記1種または複数のオリゴ糖を単離するステップ;および
(g)ステップ(d)に由来する前記1種または複数の可溶性多糖の一部をステップ(f)に由来する前記1種または複数のオリゴ糖の一部と一緒にして、前記成分を形成するステップ
を含む、方法。