極長鏈菊粉的製作方法

2023-06-27 15:05:46 2

專利名稱：：極長鏈菊粉的製作方法
技術領域：
：本發明涉及極長鏈菊粉及其從朝鮮薊(artichoke)根的製備，其在食品和化妝製品中的用途，以及包含極長鏈菊粉的食品和化妝製品。
背景技術：
：最近幾十年對含有少量脂肪和更多天然原材料的食品的需求極大增加。許多物質已被提議作為脂肪的替代品，例如基於糖類或蛋白質或合成的脂肪替代品(如脂肪酸的糖聚酯)的產品。然而，這些產品一直有著諸如熱穩定性低、"口感，，不能令人滿意或者對人或環境有不利作用的缺點。很早已知菊粉適合用於食物產品。菊粉具有人可利用的低能值，因此使用菊粉作為脂肪替代品確保終產品卡路裡值的大量減少。此外，在食品中菊粉被用作益生元添加劑和膨鬆劑。菊粉是屬於果聚糖類的多糖。由P-2-l連接的果糖分子鏈組成，在鏈的還原末端具有a-D葡萄糖單位。在多種植物中(例如菊苣根、洋姜和大麗花屬塊莖)存在有經濟上可回收量的菊粉。不同植物物種之間，多種菊粉的平均鏈長及其物理化學性質都各不相同。目前在食品領域中使用的菊粉，其工藝性能(例如水性糊劑形式的粘度、熱穩定性和酸穩定性、乳化性和持水性)不是完全符合要求。此外需求具有改良發酵性能和更強益生效應的菊粉。另一個問題是當用熱水從植物組織中提取菊粉時，提取物除了含有粗多聚菊粉外，還含有單糖(例如葡萄糖和果糖)、二糖(例如蔗糖和果(DP3-10))。這些副產物(單糖和二糖、果寡糖(DP3-10))可能會干擾菊粉的進一步加工。例如，在食療食品的製備中不期望單糖和二糖。在食品領域中，單糖、二糖和果寡糖(DP3-10)的甜味會干擾某些應用。由於果寡糖(DP3-10)的吸溼性和粘著性，在加工和儲存過程中果寡糖(DP3-10)會極大地幹擾粗菊粉在食物產品中的用途。在對粗菊粉進一步的加工中(例如通過化學衍生作用)，單糖、二糖和果寡糖(DP3-10)會導致形成只能用昂貴的方法純化或根本不能純化的不確定的產物混合物。此外，高比例的還原糖具有劣勢，即在熱處理過程中，在存在氨基化合物的情況下，會有不必要的褐變反應、異味形成以及丙烯醯胺的產生(梅拉德反應)。
發明內容本發明所基於的目標是提供有可能解決上述問題的菊粉。具體來說本發明要獲得在化妝品和食品工業中應用的有利的工藝性能。其例子是有利的粘度行為、高熱穩定性和酸穩定性、良好的乳化性和高持水性。此外，本發明解決的一個問題是提供用於食品應用的菊粉，其具有改良的發酵性能和改良的益生效應。最後，期望提供與粗菊粉相比，單糖、二糖和果寡糖(DP3-10)含量更少的菊粉。通過提供在權利要求書中定義的實施方案，解決前面提到的問題。本發明涉及平均聚合度DPw在83和103之間、優選在84和100之間、更優選在83和98之間、甚至更優選在85和98之間、而更優選在85和95之間、還更優選在86和97之間，最優選在86和94之間的菊粉。此處就本發明而言，術語"在……之間"還旨在包括分別指出的數值邊界。就本發明而言，術語"菊粉"意指多聚果糖，其由p-2-l連接的果糖分子鏈組成。此鏈優選在其末端具有還原型a-D葡萄糖單位。就本發明而言，術語"平均聚合度DPw"(重均聚合度)指重均分子量Mw與單體分子量M。之商。重均分子量Mw得自S攀;2其中Nj是分子量為Mi的分子的數量。就本發明而言，優選通過下文所述方法"組合光散射和折射率檢測的凝膠滲透色譜法(GPC-RI-MALLS系統)"測量"平均聚合度DPw"。與現有技術描述的菊粉相比，本發明菊粉顯示的出人意料的優點還在於可被加工成乳劑，其在熱處理或酸處理時表現出罕有的高穩定性，因此它們更適於例如特殊的工業應用或在化妝品和/或食物產品工業中應用。此外，含有本發明菊粉的乳劑表現出對剪切力出乎意料地高穩定性。因此，與常規菊粉相比，本發明菊粉顯示出另外的優點，從而可在強剪切力作用的工業處理中更好的加工。本發明菊粉在粘度性質、高凝膠強度和極低溶解度方面的特別優勢更顯著，這對食品應用有益。此外，本發明菊粉作為食品中的脂肪替代品表現出令人驚訝的良好性質，具有優良的口感特性。與以前使用的產品相比，本發明菊粉還表現出更慢的發酵，這對預防遠端大腸疾病有利。更慢的發酵伴隨腸道中氣體(尤其是氫氣)形成的減少。此外，與以前使用的產品相比，本發明菊粉具有更強的益生效應。特別是本發明菊粉以有利方式刺激雙歧桿菌的產生，同時減少不需要的和/或致病性的細菌。因此，本發明菊粉適於在食品和/或藥物中使用，用於預防和治療腸道(尤其是遠端大腸)的功能異常和疾病。最後，本發明菊粉還賦予多種對食品有利的使用性質，例如粘度增加、乳化性、持水性和碎屑的形成。本發明菊粉令人驚奇地賦予烘焙食品改良的烘焙性質並提高生麵團的產量。此外，本發明菊粉是改變風味和穩定泡沫的有效方式。在另一個實施方案中，本發明菊粉中DP為3至10的果寡糖(低果聚糖)含量低於3%,優選低於1.5%，特別優選低於0.7%，非常特別優選低於0.3%。在另一個實施方案中，本發明菊粉的葡萄糖含量低於2%，優選低於1%，特別優選低於0.5%，非常特別優選低於0.2%，最優選低於0.1%。在另一個實施方案中，本發明菊粉的果糖含量低於2.5%，優選低於1.5%,特別優選低於1.0%,非常特別優選低於0.3%，最優選低於0.15%。在另一個實施方案中，本發明菊粉的蔗糖含量低於2%，優選低於1%,特別優選低於0.5%，非常特別優選低於0.3%,最優選低於0.1%。在本發明菊粉特別有益於食品應用的實施方案中，單糖和二糖含量低於0.5%。除非另有說明，所有百分比是基於菊粉和另外物質總乾重的重量百分比。"另外物質，，是指千混合物中不同於菊粉的所有物質。就本發明而言，採用下述光學酶促方法(常規方法"糖測定")測量果糖、葡萄糖和蔗糖的含量。在另一個實施方案中(可包含以前的實施方案)，本發明菊粉的重均分子量Mw在13400g/mo1和16700g/mo1之間，優選在13600g/mo1和16200g/mo1之間，更優選在13750g/mo1和15900g/mo1之間，特別優選在13卯0g/mo1和15750g/mo1之間，最優選在13900g/mo1和15250g/mo1之間。就本發明而言，優選通過下文所述方法"組合光散射和折射率檢測的凝膠滲透色譜法(GPC-RI-MALLS系統)"測量重均分子量Mw。在另一個實施方案中(可包含以前的實施方案)，用凝膠滲透色譜法(GPC)測量本發明菊粉的平均聚合度DPn(cpc)在66和89之間，優選在68和85之間，特別優選在70和85之間，更優選在72和84之間。就本發明而言，優選通過下文所述方法"組合光散射和折射率檢測的凝膠滲透色語法(GPC-RI-MALLS系統)"測量"平均聚合度DP/。就本發明而言，術語"平均聚合度DP/(數均聚合度)是數均分子量Mn與所結合單體的分子量M。(脫水果糖=162g/mol)之商。數均分子量Mn得自其中Ni是分子量為Mj的分子的數量。在另一個實施方案中(可包含以前的實施方案)，本發明菊粉的分子量分布範圍為650至48000g/mol,更優選為970至40000g/mol，甚至更優選為1300g/mol至34000g/mol,最優選為4000g/mol至26800g/mol。而在另一個實施方案中(可包含以前的實施方案)，本發明菊粉顯示分子量20000g/mol的菊粉分子的總質量佔所有菊粉分子總質量的7-23%。甚至更優選分子量20000g/mol的菊粉分子的總質量佔所有菊粉分子總質量的12-18%。就本發明而言，優選通過下文所述方法"組合光散射和折射率檢測的凝膠滲透色鐠法(GPC-RI-MALLS系統)"測量分子量分布。在具有顯著有利性質的本發明菊粉的一個實施方案中，分支程度為0.5-2.0mol%，更優選為0.7-2.0mol%，甚至更優選為0.9-2.0mol%，最優選為1.1-2.0mol%。分支程度在本文定義為，在具有隨機分布分子量的本發明菊粉的一個樣品中，計算在果糖單體6位具有另外分支點的P-2-l連接的果糖單體(在下文中也縮寫為"2-l，6-，，)的數量佔所有菊粉單體總數量的百分比。多聚果糖鏈內的"2-l,6-，，果糖單體在其6位與另一個多聚果糖鏈(由至少兩個P-2-l連接的果糖單體組成)連接，或者與單個果糖單體連接。術語"分支點"指多聚果糖鏈內的果糖單體與另一個多聚果糖鏈(由至少兩個2-1連接的果糖單體組成)或者單個杲糖單體連接的位置。用標準甲基化分析方法或可選地用甲基化後還原降解的方法檢測分支程度。兩種方法均在後附實施例中詳細描述。具有顯著有利性質的本發明菊粉的一個實施方案(可包括以前描述的實施方案)具有以重均聚合度與數均聚合度之商DPJDPn表達的特別窄的分子量分布。該數值還稱為多分散性指數。在優選實施方案中，DPw/DPn商值小於1.25,在更優選實施方案中小於1.20，甚至在更優選實施方案中小於1.15，在最優選實施方案中小於1.10。此處DPw和DPn值通過下文所述方法"組合光散射和折射率檢測的凝膠滲透色譜法(GPC-RI-MALLS系統)"測量。進行換算的單體分子量設置為等於162g/mo1。本發明還涉及本發明菊粉的水性糊劑，其獲得方法包括把菊粉分散在水中，將得到的分散體剪切至均質，以這種方式獲得的產品在4-15。C儲存12-24小時，調節至室溫後，攪拌成均勻的糊劑。優選的糊劑含有水和以重量計佔糊劑總重量1-40%的菊粉，更優選為以重量計1-35%的菊粉，還更優選為以重量計1-30%的菊粉，甚至更優選為以重量計2-25%的菊粉，而更優選為以重量計2-20%的菊粉，特別優選為以重量計10-20%的菊粉。根據本發明，術語"糊劑"等同於結晶和/或非結晶菊粉的懸浮液。相應地，術語"水性糊劑"可理解為結晶和/或非結晶菊粉在水相中的懸浮液。水相基於水，可任選地含有另外溶解或懸浮的物質，如鹽、其它糖類、蛋白質、胺基酸。在有利的實施方案中，糊劑中的菊粉是噴霧乾燥的菊粉，即形成糊劑前菊粉經噴霧乾燥。上述糊劑可用作水相系統中的成分。優選的水相系統是以水相為基礎的食品和化妝品，其中術語"食品，，在本說明書的別處定義。優選食品的例子也列在本說明書的別處。在食品和化妝品中，根據本發明，糊劑可用作賦形劑、增稠劑、調質劑、穩定增強劑或增粘劑，此處糊劑可實現一種或多種上文提到的功能。在食品中，根據本發明，糊劑還可用作脂肪替代品、油類替代品、益生劑和/或膳食纖維組分，此處糊劑可實現一種或多種上文提到的功能。最優選的用途是作為油類或脂肪替代品使用。根據本發明的糊劑作為組分的最優選的食品是乳製品，如酸乳酪、酸乳酪飲料、奶油、鮮奶油、凝乳、黃油、乳品、尤其是脫脂乳品、酪乳、酸奶、酸乳酒、乾酪、如奶油乾酪、軟乾酪、切片奶酪、硬幹酪、乳清、奶粉、乳飲品。本發明菊粉表現出令人驚訝的高度酸穩定性。尤其是本發明菊粉的水性糊劑表現出高度酸穩定性。與商用產品相比，本發明水性菊粉糊劑的剪切穩定性同樣優越。與其它商用菊粉不同，本發明菊粉具有令人驚訝的高凝膠強度。本發明菊粉在水中的濃度為l-35%(w/w)、更優選為l-30°/。(w/w)、還更優選為2-25%(w/w)、而更優選為2-20%(w/w)、最優選約為20%(w/w)時，在90。C溶解菊粉，然後在室溫(23。C)儲存24小時，獲得凝膠強度為4-100N、更佳為10-100N、甚至更佳為20-100N，最佳為40-100N。用噴霧乾燥的本發明菊粉可很好地獲得前迷的高凝膠強度，然後用於凝膠的形成。以這種方式獲得的凝膠優選顯示顆粒特徵(顆粒凝膠)。在實施例部分(菊粉在水中加熱後形成的結構)詳細描述了確定凝膠強度的測量方法。在另一方面，本發明涉及獲得菊粉的方法，包括a)粉碎朝鮮薊根，b)用水處理粉碎的根，來獲得提取物，c)從獲得的提取物中去除顏料成分，d)從提取物中沉澱菊粉，e)菊粉再沉澱至少一次。此方法尤其適於獲得前述的本發明菊粉，但不局限於此。朝鮮薊根作為起始材料使用，但是此方法不局限於特定的品種。粉碎之前最好先去除根上附著的汙染物，如用高壓清潔器用水劇烈衝洗。為了將根材料質量的損失減到最少，如有可能最好在深度冷凍狀態下沖洗根。如有必要，首先將根粗略地搗碎，例如剁碎。優選用粉碎機進行進一步的粉碎。獲得的粉碎的根材料產物是纖維碎片形式。在最佳的加工實施方案中，使用具有下列特性的朝鮮薊根就乾物質和菊粉的形成而言成熟的根。可從菊粉含量與乾物質含量的比率以及果糖含量與菊粉含量的比率確定成熟的程度。菊粉含量的範圍優選為以重量計佔根乾物質總重量30-70%，更優選為以重量計40-65%，還更優選為以重量計50-60%,而果糖/菊粉比率範圍優選為以重量計3-24%，更優選為以重量計3-12%，最優選為以重量計低於6%。乾淨朝鮮薊根的乾物質含量優選為以重量計佔乾淨根總重量20-50%,更優選為以重量計30-40%，更優選為以重量計30-35%。在本發明方法中使用朝鮮薊根之前必須儲存的情況下，為了防止微生物汙染、腐爛或由於酶分解作用導致菊粉分子量減小，應將根進行保藏。根保藏的優選方法是冷凍或熱風千燥用於儲存的粉碎的根。粉碎之後，用水提取粉碎的根材料，優選溫度為60。C至95。C，最優選80-95°C。優選在中性至微鹼性pH範圍內進行提取。最好溫度至少60。C、pH7-9最佳條件，因為在這種情況下酶和酸的水解作用被抑制。粉碎的根材料在水中的濃度(以根鮮重佔提取混合物總重量的百分比計算)優選為以重量計10-40%,更優選為以重量計20-30%。提取物中的乾物質含量為以重量計8-12%,菊粉含量為以重量計佔提取物重量大於6%，優選以重量計6-8%。相應地，選擇合適的提取條件(如水和根重量的比例)，可使根中以重量計80-90%的菊粉轉移到提取物中。基於高分子量菊粉甚至在低至以重量計佔提取物重量5。/。的濃度下從提取物中結晶出來的觀察結果，前述條件適於從提取物中獲得良好的菊粉結晶和高產量的菊粉。對提取設備沒有特別的限制，並且可以使用用於植物材料的常規提取技術。根據本發明，提取最優選在帶攪拌器的加熱套提取器中進行。在另一個高度優選的實施方案中，可加熱的過濾槽作為攪拌提取器使用。因此，如下文所述，從根中提取菊粉要與通過過濾從廢渣分離提取物相結合。根/水混合物平衡後的提取時間優選30分鐘-4小時，優選l-2小時。這段時間之後，提取物從廢渣中分離出來，例如通過抽吸或濾掉或過濾。提取物從廢渣中分離出來之後，在適當的情況下，纖維材料和植物碎片作為懸浮物可能仍殘留在提取物中。如果存在的話，這些懸浮物同樣可從提取物中去除。在這種變形方法中，在該方法的步驟b)之後、步驟c)之前要因此跟著一個步驟，即懸浮物(主要由纖維組成)從提取物中去除。可接受的懸浮物的量以及是否進行去除由技術人員根據具體情況決定。可通過常規分離技術進行懸浮物的去除，如離心或過濾。證實除垢分離器尤其合適。還可使用具有適當細度的篩網或過濾器。在高度優選的實施方案中，通過使用作為過濾材料的廢渣可過濾掉懸浮物。在此實施方案中，廢淦在提取容器(底部裝備濾網，類似過濾槽)的底部沉澱。濾網優選狹縫濾網。沉澱的廢渣作為過濾床使用，提取物通過其流過。通過使用此技術，在進一步的精煉或增白提取物或結晶菊粉之前，不需使用另外的過濾步驟，就可能使懸浮物幾乎定量地去除。由於提取物含有有色成分和膠態懸浮的著色物質，因此提取物有顏色。有色成分尤其包括鞣酸和黃酮類，通常使提取物呈黃或棕黃和/或黑棕色。從這樣的提取物直接獲得的菊粉不符合期望的中性色要求。因此，有必要在方法的步驟C)中將有色成分從提取物中去除。用於從植物提取物中去除有色成分的本發明方法的步驟c)通常還稱為植物提取物脫色、澄清或"增白"。在本發明上下文中，這些術語是等同的。根據本發明，通過加入石灰以及隨後的碳酸化作用(加入C02)進行增白。現有技術已知加入石灰的方法，並且已用於例如從甜菜獲得蔗糖。在可選的增白方法中，使用離子交換劑去除幹擾成分。在此方法尤其有利的實施方案中，步驟c)去除有色成分通過i)鎂離子(MgZ+)與植物提取物混合，ii)至少一種鹼性成分與植物提取物混合，iii)形成沉澱，和iv)去除從植物提取物形成的沉澱。在這種特別優選的變形方法中，步驟i)至iv)是此方法步驟c)的子步驟。與石灰增白方法相比，該方法變形令人驚奇地使提取物更有效地脫色成為可能。此外，使用的助劑(鎂鹽和鹼金屬)是低成本的。因此該方法比使用離子交換劑的成本更低。進行此方法步驟在儀器和時間方面的支出也特別低。最後，這種增白還同時從提取物中去除引起混濁的材料。根據本發明，鎂離子(M^+)與植物的水提取物混合。在變形方法的步驟i)中，在植物提取物中加入鎂鹽的水溶液是可行的。在另外更優選的變形方法中，將固態鎂鹽直接加入植物提取物中並在其中溶解。如果加入鎂鹽，優選加入由於其高溶度積而在水中非常容易溶解的鹽。特別合適的鎂鹽可選自氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂、低級脂肪酸鎂鹽如醋酸鎂和丙酸鎂，以及它們的混合物。根據本發明，步驟ii)中的鹼性成分是指該成分含有氫氧根離子(Off)或與植物提取物混合後在提取物中形成氫氧根離子。鹼性成分可以是液體、固體或氣體。優選使用液體鹼性成分。如該方法的步驟i)和ii)所述，加入鎂離子和鹼性成分後，通過沉澱反應形成沉澱物。原則上在本發明方法的上下文中，步驟i)和ii)可同時進行，尤其是在步驟i)中使用鎂離子溶液而在步驟ii)中使用鹼性液體的情況下。然而，優選首先進行方法的步驟i)，然後步驟ii)。對方法的步驟c)有利的是，鎂離子和鹼性成分在提取物中儘可能均勻地分布，以便提取物中的沉澱反應也是均勻的並儘可能定量。因此，優選水性鹼性液體作為鹼性成分使用(例如鹼性溶液或鹼性懸浮液)，其可以迅速並均勻地混合到植物提取物中。根據本發明，鹼性溶液或懸浮液含有氫氧根離子(Off)或與植物提取物混合後形成氫氧根離子。在非常優選的方法變形中，首先在步驟i)中使鎂鹽均勻地溶解到提取物中。隨後，在步驟ii)中，加入水性的鹼性溶液或懸浮液。在一個實施方案中，鹼性成分是鹼金屬或鹼土金屬氫氧化物的水溶液或懸浮液。氫氧化物優選從鹼金屬和鹼土金屬的氫氧化物中選擇，例如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣和氫氧化鋇。在非常特別優選的變形方法中，鹼性成分是氫氧化鈣的懸浮液。使用氫氧化4丐的優點是在步驟iii)獲得特別小量的離心液。此外，同時沉澱的氫氧化鎂和硫酸鈣獲得更大的沉降速度和更高的沉澱壓縮率。沉澱具有特別小的凝膠稠度。因此，在這個方法變形中沉澱物中結合的菊粉仍然特別低。另外可以使用的鹼性成分是氨，優選水溶液。原則上也不排除使用氣態氨，但是與水溶液的使用相比是次優選的。在另外的實施方案中，鹼性成分是有機鹼的水溶液或懸浮液，例如乙二胺和三乙醇胺。弱有機酸鹽(如鹼金屬和鹼土金屬醋酸鹽，尤其是醋酸鈉、醋酸鉀、醋酸釣和醋酸鎂)也可以使用。氫氧化鎂作為沉澱形成。根據本發明，水性提取物的有色成分餘留在沉澱中，因此從液相中分離出來。獲得充分脫色的提取物。使用的Mg2+離子和鹼性成分的量，以及因此形成的沉澱的量，尤其決定了脫色如何定量進行。反應物量的優化在技術人員的能力範圍之內。至於硫酸鎂，優選濃度是以重量計佔水性提取物的0.5-3%範圍內，更優選以重量計佔水性提取物的0.5-2%。在優選的變形步驟c)中，如上所述，氫氧根離子與鎂離子的摩爾比OH—:Mg"優選為2.2:1至1.8:1。最優選的比率嚴格按化學式計算，即OH—:Mg2+=2:1。因此選擇鹼性成分的量從而為鎂離子提供適宜量的氫氧根離子。為了儘可能快地實現溶解和均勻化，從而能夠迅速反應，在方法的步驟i)和ii)使用攪拌優選進行鎂鹽溶解和鹼性成分的混合。然而，對混合技術沒有特別另外的限制。因此，所迷方法例如還可通過技術人員熟知的其它混合技術進行。為了加快進程，步驟i)優選在溫度60-80。C進行。加入鹼性成分之後的反應時間通常為大約1至15分鐘，平均大約10分鐘。去除步驟iv)優選通過沉澱或過濾進行。離心可使沉澱更快，優選碟式離心機，尤其是除垢離心機。然而，也可使用技術人員熟知的其它分離技術。這些技術可以互相聯合使用，例如對增白的提取物離心除垢，隨之聯合對除垢的提取物過濾，如用板式過濾器。如果有必要，本發明方法的整個步驟c)也可進行不止一次。如果使用前述具有子步驟i)至iv)的優選變形步驟c)，則對於單個子步驟i)至iv)進行多次也是可能的。步驟c)之後，在步驟d)中菊粉從提取物中沉澱出來。例如通過加入醇(如乙醇、甲醇或異丙醇)產生沉澱。在這種情況下，最初高分子量級分的菊粉沉澱取決於加入醇的量或者調節液相的極性，因此通過加入的醇量有可能影響提取物中的菊粉如何定量沉澱出來，和主要得到哪些分子量級分的菊粉。除了醇，還可以使用其它混溶於水的非極性有機液。由於這個目的，在此方法步驟特別有利的實施方案中，為了限制使用醇(尤其是乙醇和異丙醇)，最初對製備的提取物進行濃縮，優選濃縮至其最初體積的四分之一到五分之一。通過蒸發或膜過濾以及兩種方法的組合進行濃縮。在這種情況下，為了避免菊粉沉澱，必須注意在濃縮過程中濃縮物要保持高溫，優選60-95°C。膜過濾的優點是隨著過濾可去除伴隨菊粉的低分子量物質。通過選擇遞增的醇濃度，可控制菊粉隨後從濃縮物中沉澱，以使菊粉按照分子大小範圍(其特徵在於例如重均聚合度(DPW))進行分級。取決於沉澱條件的選擇，結果是得到所需純度的、具有本發明DPw的級分。更優選通過冷卻提取物而非通過醇沉澱獲得菊粉。優選的條件為提取物冷卻到溫度2-10。C，更優選2-8°C，並在此溫度保持時間為6至140小時，優選6至48小時，在這期間菊粉沉澱。冷卻速率和溫度，以及冷卻的持續時間影響菊粉從提取物中沉澱和分子量分布的寬度，從而影響相同時間沉澱的量。選擇更長的時間和更低的溫度，導致更多低分子量菊粉的沉澱和更廣的分子量分布，從而得到更低平均分子量的沉澱級分。通過常規分離技術(例如離心、傾析、過濾)將沉澱的菊粉從液相分離出來。在優選的實施方案中，在上述方法的提取步驟b)之後和步驟c)之前第一次結晶出菊粉。這種結晶優選如前所述進行。與直接增白提取物相比，步驟c)之前的結晶導致高分子量菊粉產量的增加，並節約使用增白劑，即鎂化合物和鹼性成分。菊粉第一次結晶之後增白提取物是有利的，因為在這種情況下只需去除結合在菊粉晶體上的有色成分，這將導致同樣更少量的菊粉結合在增白泥渣上。第一次沉澱和去除沉澱的菊粉之後，為了獲得仍然溶解的任何菊粉級分，可以接著重新冷卻提取物或加入醇。根據從植物得到如何定量的菊粉以及在終產物中期望怎樣的分子量分布，視具體情況作出重複的決定。提取物中菊粉的濃度基本上取決於根中菊粉的含量以及提取物中粉碎的根的濃度，並且是對菊粉的沉澱(通過冷卻提取物)有影響的另一變量。因此，為了在第一次沉澱後濃縮液相(例如通過蒸發)，還為了沉澱低分子量級分(如果這是期望的)，可以採用依賴於濃度的沉澱。在方法最後的步驟e)中，對沉澱的菊粉再沉澱。在本發明的上下文中，"再沉澱"指從前面方法步驟得到的固態菊粉再溶解，然後再一次從溶液中沉澱和/或結晶出來。因此，方法的步驟e)還可表述為菊粉再一次溶解以及沉澱和/或結晶，其中此步驟至少進行一次。結晶與沉澱不同在於主要獲得晶體結構。菊粉優選在熱影響下優選在水中溶解。溫度為70-100。C，尤其是卯-100'C的水特別適宜。如前所述通過醇沉澱可進行步驟e)中的沉澱。然而，優選通過冷卻溶液至2-10。C獲得菊粉，更優選2-8'C、時間6至140小時，優選12-48小時。為了獲得仍殘留在液相中的菊粉，在步驟e)中溶解的菊粉的沉澱可以重複進行。根據從植物得到如何定量的菊粉以及在終產物中期望怎樣的分子量分布，視具體情況作出重複的決定。為了簡化沉澱可濃縮液相。再沉澱之後，通過常規分離技術(例如離心、傾析、過濾)從液相分離出所產生的菊粉固體。為了改變得到的菊粉產物的分子量分布和純度，可不止一次進行方法步驟e)。已顯示重複步驟e)的再沉澱，平均分子量和平均聚合度轉變為更高的值。因此在所要求保護的範圍之內，有可能設置多種本發明菊粉分子量/聚合度的平均值。如果仍存在細顆粒的雜質，在方法中插入一次或多次過濾步驟是有利的。任何存在的細顆粒雜質會在過濾中除去。技術人員選擇過濾器的細度取決於雜質的顆粒大小。獲得提取物之後，過濾步驟可插到方法的任何地方。例如在步驟b)中得到提取物之後，直接進行過濾步驟是有利的。過濾步驟不同於如前所述的懸浮材料的去除，因為通過過濾去除的顆粒比主要由纖維組成的懸浮材料細小。在另一個優選的實施方案中，在步驟d)之前進行過濾步驟。過濾步驟優選結合如方法步驟e)所述的再沉澱。這需要菊粉如前面步驟e)所述進行溶解，然後對溶液進行過濾。過濾之後，菊粉從過濾的溶液中沉澱或結晶出來。通過常規分離技術(例如離心、傾析和過濾)，可從液相分離出沉澱或結晶後得到的固態菊粉。在一些情況下，得到的菊粉可通過過濾不能去除的物質脫色。在這種情況下優選通過用活性炭處理去除有色雜質。在一個實施方案中，活性炭在水中懸浮，並在溫度超過80。C加入菊粉溶液，優選超過卯。C。對於以重量計20%的菊粉溶液，活性炭的量優選在以重量計佔菊粉溶液重量1-10%範圍內，優選以重量計2-6%，更優選以重量計2-3%。吸附有色雜質之後，通過離心和/或過濾去除活性炭。活性炭懸浮液可通過離心分離活性炭泥渣進行預澄清，然後通過兩步過濾澄清，例如用硅藻土塗層過濾器和紙板過濾器的組合。在活性炭從菊粉溶液分離的過程中，為了將菊粉保持在溶液中，溫度維持在80。C以上，優選90。C以上是很重要的。去除活性炭之後，菊粉可如上述沉澱或結晶，並從液相中分離出來。從液相中分離出來之後，可用水或水/醇混合物再一次洗滌終產物。優選用冷水在溫度2-10。C洗滌。為了這個目的，菊粉沉澱物在水中形成漿體，然後菊粉再一次沉澱。得到的菊粉優選在另外的、最後的方法步驟中乾燥。通過冷凍乾燥、噴霧乾燥或轉鼓式千燥進行乾燥。在優選的實施方案中，本發明菊粉是噴霧乾燥形式。在所附實施例中描述合適的噴霧乾燥參數。在噴霧乾燥方法中，沉澱或結晶的菊粉必定再一次形成懸浮液(在低於約8(TC的水中)或溶液(在高於約SO。C的水中)是不證自明的。可選地，最後的沉澱或結晶步驟(如上述)可省略，並且來自此方法懸浮或溶解的菊粉可直接噴霧乾燥。通過將噴霧乾燥的本發明菊粉加入液體，有可能使製備的食品的粘度顯著有效地增加。加入相同量的本發明菊粉，與其它方式千燥(如冷凍乾燥)的菊粉相比，用噴霧乾燥的菊粉在粘度上得到更大的增強。然而在另外的優選實施方案中，本發明菊粉是噴霧顆粒形式。通過已知的方法(如通過引入先前噴霧千燥的材料作為顆粒形成的種子並噴霧乾燥另外的菊粉)獲得噴霧顆粒菊粉。例如具有10-100jum顆粒大小的菊粉可作為最初的裝料。例如合適的噴霧制粒條件是70%水和30%菊粉的進料組合物，進料溫度90。C。本發明菊粉非常特別優選具有50-350jim的平均粒徑，更優選80-300pm，甚至更優選100-250pm，最優選100-200jwn。因此這樣的菊粉是本發明另外的方面。通過幹樣品的篩析和光散射均可確定平均粒徑。然而優選方法是篩析，所以通過篩析確定本發明菊粉優選具有50-350jam的平均粒徑，更優選80-300nm，甚至更優選100-250nm，最優選100-200pm。在一個實施方案中，通過噴霧乾燥或噴霧制粒方法獲得具有所述顆粒大小的本發明菊粉。因此具有先前所述顆粒大小的噴霧乾燥或噴霧顆粒的菊粉是本發明另外的方面。對於乾燥後菊粉平均粒徑仍在優選範圍之外的事件，有可能依靠篩選分級來調整幹菊粉優選的平均粒徑。選擇合適的篩眼孔徑在一般技術人員的能力範圍之內。本發明菊粉顆粒優選具有小於45%的晶體分數，更優選小於40%，甚至更優選小於35%。在另外的優選實施方案中，小於20%，甚至更優選小於10%。在最優選的實施方案中，結晶度小於1%。通過Ruland-Vonk方法(W.Ruland，ActaCryst.，14，1180(1961);C.G.Vonk，J.Appl.Cryst.6，148(1973))確定所述結晶度。在所附實施例中詳細描述確定結晶度的方法。低結晶度賦予菊粉更好的溶解特性，其在某些食品應用中是有利的。而在另外的方面，本發明還涉及含有前述的本發明菊粉以及一種或多種可食用或可藥用成分的組合物。通常組合物包括人和動物的食品、飲料、功能食品、藥劑和藥物組合物(包括預防組合物和治療組合物)及其中間體。在本發明上下文中，功能食品指除了含有傳統營養之外，還包含具有促進健康作用的成分的食品(美國國家科學院醫學研究所定義，l"4)。所述可食用或可藥用成分優選選自糖(例如葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、麥芽糖、異麥芽糖、聚葡萄糖)、多元醇(例如山梨醇、乳糖醇、麥芽糖醇、異麥芽糖醇、甘露醇、木糖醇)、麥芽糊精、增甜劑、氫化葡萄糖漿、人和動物食品的添加劑、人和動物食品的中間體、人和動物食品、可食用的液體、飲料、生物可利用的礦物源、可藥用的載體、藥物和治療活性的物質、藥物組合物和藥劑。本發明特別優選的組合物包括存在可食用或可藥用、生物可利用的礦物源，尤其是鈣和/或鎂和/或鐵源(例如鉤、鎂和鐵的乳製品、鹽和複合物)的本發明菊粉。如上文說明，本發明的目的是提供在食品中使用時具有特別有利性質的菊粉，根據本發明，術語食物產品和食品是等同的。在另外的方面，本發明因此還涉及含有前述菊粉的食品和膳食增補劑。根據本發明，術語食品包括人的食品和動物食品或動物飼料。膳食增補劑包括給人和動物的膳食增補劑。特別優選的食品選自乳製品、酸乳酪、水洪淋、基於乳的軟冰、基於乳的雕刻食品、布丁、奶昔、牛奶蛋羹、奶酪、營養棒、能量棒、早餐棒、糖果、烘焙食品、薄脆餅乾、曲奇、餅乾、麥片、快餐食品、冰茶、果汁軟水、膳食飲料、成品飲料、運動飲料、耐力飲料、用於膳食增補物的粉制飲料混合物、嬰幼兒食品、含鈣橙汁、麵包、羊角麵包、早餐穀類、麵條、塗抹食品、無糖餅千和巧克力、鈣口嚼片、肉製品、蛋黃醬、沙拉調料、果仁奶油、深凍食品、調味料、湯和即食餐。含有本發明菊粉的最優選食品是乳製品，尤其是酸乳酪。本發明菊粉顯示對乳製品(尤其是酸乳酪、可能是攪拌型或罐發酵酸乳酪或酸乳酪飲料)的穩定性、質地、稠度和口感特別好的作用。根據本發明，其它有用的乳製品是奶油、鮮奶油、凝乳、黃油、乳品、尤其是脫脂乳品、酪乳、酸奶、酸乳酒、乾酪、如奶油乾酪、軟乾酪、切片奶酪、硬千酪、乳清、奶粉、乳飲品。食品、特別是乳品，尤其是酸乳酪中菊粉的優選水平是以重量計佔食品、乳品或酸乳酪所有成分總重量0.2-5%的幹菊粉，優選以重量計0.5-4.5%的千菊粉。在本發明的一個實施方案中，食品是通過擠壓方法製成的食品，例如早餐穀類。在另外的方面，本發明涉及含有前述菊粉的化妝製品。化妝製品特別優選採用霜劑的形式，尤其是皮膚和面部霜劑。在另外的方面，本發明還涉及前述菊粉作為添加劑在食品、功能食品和化妝製品中的用途。所迷用途還特別涉及如上文提到的所有具體的食品和化妝製品o而在另外的方面，本發明涉及本發明菊粉在製備藥物組合物或藥劑中的用途。本發明菊粉有益於在食品、功能食品、藥物組合物或藥劑中使用，用於改變或調節人、哺乳動物和其它脊推動物大腸(特別是大腸遠端區)的細菌群落組成。同樣在食品、功能食品、藥物組合物或藥劑中使用本發明菊粉，可能用於改變或調節人、哺乳動物和其它脊推動物大腸(特別是在大腸遠端區)的菊粉發酵模式。另外優選的本發明菊粉的用途是作為脂肪或油類替代物和/或作為膳食纖維在食品中使用，其中術語"食品"包括至少所有上文提到的食品，尤其是所有上文提到的乳製品。與常規菊粉相比，具有出色的感官特性(尤其是口感)是有利的。因此，本發明菊粉還可作為感官特性的增強劑(尤其作為口感增強劑)在食品中使用。本發明菊粉另外的用途是作為調質劑、穩定增強劑、增粘劑，特別在食品和化妝品中使用。術語"食品"包括至少所有上文提到的食品，尤其是所有上文提到的乳製品。最後，本發明菊粉可用於食品、功能食品、藥物組合物或藥劑，產生以下有益的作用粗糧纖維效果(roughageeffect)、調節腸道功能、益生作用和/或致雙歧作用(bifidogenicity)、增加礦物質例如鈣、鎂和鐵的吸收、骨礦物質密度增加、骨礦物質含量增加、峰值骨量增加、改善骨結構、減少骨礦物質密度損失、減少骨結構損失、調節脂類代謝、刺激免疫系統、預防癌症和降低癌症風險、預防大腸癌和降低大腸癌風險以及預防乳腺癌。下文將通過實施例說明本發明，但並不用於限制總的發明概念。實施例常規方法1.測定果聚糖1.1通過外切菊粉酶的水解作用測定果聚糖精確稱量50.0土5.0mg的菊粉倒入1ml帶刻度的燒瓶中製備待測量的菊粉溶液。加入700jul的ddH20進行溶解。然後，為了讓樣品材料儘可能好地從容器底部脫離，搖動樣品，然後將其置於幾乎沸騰的水浴鍋(99°C)中8分鐘。在孵育期間，每隔30秒搖動帶刻度的燒瓶。孵育完之後，樣品冷卻至室溫，然後加ddH20至lml標記處。樣品溶液的菊粉濃度為50.0土5.00/0。消化之前為了測定糖，取出200iLil並在-20。C冷凍。在測量糖之前，此樣品在室溫融化、混合、通過在95。C加熱器中1400rpm搖動5分鐘進行溶解、4000rpm離心2分鐘。為了水解，50pl約5%濃度的菊粉溶液放入消化混合液中(包括50pi1M檸檬酸鈉pH4.6、25fd外切菊粉酶(愛爾蘭國際Megazyme有限公司(MegazymeInternationalIrelandLtd),Wicklow，Ireland,產品No.E-EXOl，2.5U/>1)和375^ddH20)。混合消化液並在4000rpm離心1分鐘。然後消化液在40。C力口熱器中鄉浮育4小時。所有消化的樣品在-20。C冷凍。測定糖之前，這些樣品在室溫融化、混合併4000rpm離心2分鐘。為了測定果糖，通過將10pl消化液加到90plddH20中製備1:10稀釋液。為了測定消化液中釋放的果糖和葡萄糖，如"糖測定(葡萄糖、果糖、蔗糖)"中所述，在所有樣品中進行葡萄糖和果糖的光度計測量。消化之前除了測定樣品中的葡萄糖和果糖，還測定蔗糖。消化之前，未稀釋的5。/。濃度的菊粉溶液用於糖測定。將10nl該溶液加至200pl測量緩衝液。為了測量消化樣品中的葡萄糖，10pl未稀釋的樣品加至200]Lil測量緩衝液。為了測量消化樣品中的果糖，10pl按1:10稀釋的樣品加至200pl測量緩衝液。如糖測定所述，計算基於NADP向NADPH轉化的摩爾消光係數6.23Pmmor"cm-1。從消化樣品中的葡萄糖和果糖濃度減去消化前存在的葡萄糖和果糖濃度。同樣地，要減去消化前從存在於樣品中的蔗糖水解釋放的葡萄糖和果糖。然後得到菊粉消化期間形成的果糖和葡萄糖濃度。通過加合葡萄糖和果糖的含量，並納入係數162/180(將測量的游離己糖換算成果聚糖結合的己糖)獲得果聚糖含量。2,糖測定(葡萄糖、果糖和蔗糖)在NADP+(煙醯胺腺噪呤二核苷酸)向NADPH(還原型煙醯胺腺噪呤二核苷酸)轉化的酶促分析中用光度測定法測定葡萄糖、果糖和蔗糖的含量。在還原反應中煙醯胺環喪失了芳香性，因此吸收光譜改變。用光度測定法可檢測吸收光語的改變。用己糖激酶和腺香三磷酸(ATP)將葡萄糖和果糖轉化成6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖。然後通過6-磷酸葡萄糖脫氫酶將6-磷酸葡萄糖氧化成6-磷酸葡萄糖酸。在該反應中NADP+被還原成NADPH，用光度測定法測量形成的NADPH的量。形成的NADPH與提取物中存在的葡萄糖的比例為1:1，因此使用NADPH的摩爾消光係數(6.231mmol"cnT1)，根據Lambert-Beer定律從NADPH的含量可計算葡萄糖的含量。6-磷酸葡萄糖的氧化作用完成之後，溶液中以同樣方式產生的6-磷酸果糖通過磷酸葡萄糖異構酶轉化成6-磷酸葡萄糖，再氧化成6-磷酸葡萄糖酸。果糖和形成的NADPH的量的比例也是1:1。按葡萄糖中所述方法從形成的NADPH的量計算果糖含量。隨後，用蔗糖酶(Megazyme)將提取物中存在的蔗糖分解成葡萄糖和果糖。然後通過NADP+依賴的反應中的上述酶，將釋放的葡萄糖和果糖分子轉化成6-磷酸葡萄糖酸。一分子蔗糖轉化成6-磷酸葡萄糖酸產生兩分子NADPH。形成的NADPH的量同樣用光度測定法測量，由此用NADPH的摩爾消光係數計算蔗糖含量。如"通過外切菊粉酶的水解作用測定果聚糖，，中所述，5%濃度的菊粉溶液用於糖測量。10^該溶液加至200iiU測量緩沖液。測量在微量滴定板中使用SPECTRAmax光度計(MolecularDevices,分子儀器公司)一式雙份測定。所有使用的酶溶液在測量緩沖液(包括50mM咪唑HClpH6.9，2.5mMMgCl2，1mMATP和0.4mMNADP)中配製。在340nm波長處跟蹤NADP向NADPH的轉化。通過加入2^己糖激酶(來自酵母，0.3U/pl)和6-磷酸葡萄糖脫氫酶(來自酵母，0.14U/jtl)的混合物測定葡萄糖。在葡萄糖完全轉化後，加入2pl磷酸葡萄糖異構酶(來自酵母，0.14Ul)測定果糖。一旦果糖完全轉化，加入2pl蔗糖酶(Megazyme,0,2U/fil)裂解存在的蔗糖。如前述進行葡萄糖、果糖和蔗糖的計算。3.分子量分布分析3.1組合光散射和折射率檢測的凝膠滲透色譜(GPC-RI-MALLS系統)菊粉/果聚糖以1。/。(w/v)的濃度溶解在超純水中。稱出510mg倒入2mlEppendorf管中。溶液在千熱搖床(Eppendorf，艾本德公司)中300rpm，95。C加熱10分鐘。冷卻至室溫後，通過用超純水以l:2稀釋配製0.5%(w/v)的溶液。通過0.22pm的離心過濾器(Spin-x，Costar公司)4000rpm離心2分鐘進行過濾。使用Dionex系統(戴安公司(DionexCorporation),Sunnyvale,USA)分析聚合物，Dionex系統由下述部件組成P^O高效液相色譜儀、AS50自動取樣器、恆溫分離管柱箱TCC-IOO。DAWN-EOS光散射檢測器(懷雅特技術公司(WyattTechnology),SantaBarbara,USA),使用人f690nm和25.9至163.3°角範圍內的15道檢測器以及偶聯於ShodexRI-101RI檢測器(昭和電工(ShodexDenkoK.K.)，Kanagawa，Japan)的K5流動室進行檢測。聚合物在一個前置柱和三個柱(Suprema30，S叩remaLux1000，S叩rema30000)(SUPREMA-Gel,PSSPolymerStandardsServiceGmbH,Mainz,Germany)上進4亍分級分離。注射90pl溶液。在溫度30。C進行分級分離，流速為0.8ml/分鐘，洗脫液為0.05MNaN03。使用AstraV5.1.8.0程序(懷雅特技術公司(WyattTechnology),SantaBarbara,USA)分析樣品的分子量分布。3.2組合折射率檢測的凝膠滲透色譜(GPC-RI-MALLS系統)通過在乾熱搖床中95。C輕輕搖動10分鐘，菊粉以1%(w/v)的濃度溶解在洗脫液(DMSO+卯mMNaN03)中。短暫冷卻後，菊粉溶液用洗脫液稀釋到0.1%(100pi菊粉溶液十卯0pl洗脫液)，並立即放置到60°C自動取樣器中。使用下述儀器分析聚合物DionexP580泵、DionexAS50自動取樣器、Dionex型號585柱式加熱爐(戴安有限公司(DionexGmbH)，Idstein，Germany),ShodexRI-71檢測器(Shodex/Shoko有限公司，Tokyo,Japan)。Chromeleon軟體(戴安有限公司(DionexGmbH),Idstein，Germany)控制該系統。聚合物在PSSGRAM,10p前置柱和PSSGRAM3000，10jli、PSSGRAM100，10ji分離柱上(PSSPolymerStandardsServiceGmbH,Mainz，Germany)分級分離。注射50j^l0.1%的菊粉溶液用於分析。在溫度60。C的柱式加熱爐中進行分級分離，流速為0.7ml/分鐘，洗脫液為DMSO+90mMNaNO3。為了確定分子量，用下述右旋糖苷標準品(產品號.31430，FlukaRiedel-deHaen，Seelze，Germany)校正系統右旋糖苷T1(Mwl270)、T5(Mw5220)、T12(Mw11600)、T25(Mw23800)、T50(Mw48600)、T80(Mw80900)、T150(Mw147600)、T270(Mw273000)、T410(Mw409800)、T670(667800)。寸吏用PSSWinGPCcompactV.6.20程序(PSS，Mainz，Germany)分析樣品的分子量分布。4.測定水含量使用AQUA40.00Karl-Fischer滴定器(analytikjenaAG，耶拿分析儀器股份公司)測定水含量。Hydranal-CoulomatAG(萊德爾'德亨公司(Riedel-deHagn),訂貨號34836)用作陽極電解液。使用的參照物是水含量為15.61-15.71%的酒石酸二鈉二水合物(萊德爾德亨公司(Riedel國deHa紐),訂貨號32323)。稱10-20mg樣品到5ml樣品瓶(N20-5D1N，Machery-Nagel公司，訂貨號70204.36)中，用軋蓋(crimpedcaps)(N20TS/oA,Machery-Nagel公司，訂貨號702815)密封瓶子，使用Karl-Fischer滴定器測定樣品的水含量。5.測定分支程度菊粉最初進行全甲基化，並用ATR-IR光鐠法(見下文儀器和條件)檢查甲基化的完全性。然後用酸性水解(標準甲基化分析)或可選地用還原降解法將樣品分解為它們的單體構件，部分甲基化的糖醇乙酸酯和脫水糖醇乙酸酯的相對摩爾組成用氣相色鐠(見下文儀器和條件)和氣相色謙-質譜聯用儀(GC-MS,見下文儀器和條件)確定。ATR-IR儀器BmkerTensor27技術裝備DiamondATRGC:儀器CarloErbaHRGC5160MegaSeries柱ChrompackCPSil8CB(25m)具滯留間隙(1.5m)ID:0.25mmFD:0,25拜運載氣體He(80kPa)檢測器FID注射器在柱上積分器MerckHitachiD-2500Chromato-Integrator溫度程序60。C(l分鐘等溫)，10。C/分鐘至no。c,3。C/分鐘至230。C，20。C/分鐘至290°C(20分鐘等溫)GC-MSGC:儀器Agilent68卯GC柱HP-5,30m運栽氣體He注射器狹縫5:1溫度程序60匸(1分鐘等溫)，10"C/分鐘至170。C，3。c/分鐘至no。c，:zox:/分鐘至:w(rcpo分鐘等溫)MS:儀器JEOLGCmateII雙聚焦扇形場質i昝儀方式El，70eV評估AMDIS32,Wsearch325.1全曱基化(才艮據Ciucanu和Kerek/Ciucanu，I.&Kerek，F，(1984)Asimpleandrapidmethodforthepermethylationofcarbohydrates.Carbohydr.Res.131，209-217進行。)大約50mg樣品溶解於2.5ml二甲亞碸中。然後加入3叫/OH細磨氫氧化鈉和3叫/OH多典代曱烷並室溫攪拌24小時。然後再次加入一半劑量的每種試劑。隨後樣品經蒸餾水透析4天(DialysemembranSpectra/PorMWCO3500，SpectrumLaboratories,RanchoDominguez,CA，USA)並冷凍乾燥。用ATR-IR光謙法檢查曱基化的完全性。如果發生全甲基化，3300至3400cnT1範圍內的OH伸縮振動應該消失。5.2標準甲基化分析水解大約2mg全甲基化的的菊粉與0.9ml0.5M三氟乙酸在1mlV並瓦中混合，90'C攪拌水解1小時。溶液冷卻後，在氮氣中蒸發至幹。通過與曱苯共餾去除三氟乙酸殘留物。還原作用水解的樣品與5000.5MNaBD4溶液在2MNH3中混合，^'C加熱1小時。冷卻後，通過加入少數幾滴水醋酸分解過量的硼氫化鈉。通過與15%濃度的曱醇乙酸(methanolicaceticacid)共餾去除得到的硼酸鹽。乙醯化作用還原作用產生的部分甲基化的糖醇與200|Lil醋酸酐和50|Lil吡咬混合，90。C乙醯化2個小時。冷卻溶液，然後加入飽和碳酸氬鈉溶液直到觀察不到另外的氣體形成。然後用二氯曱烷萃取4次，每次使用15ml。合併的有機相用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌兩次，每次使用15ml，一次與20ml冷的0.1MHC1，一次與25ml蒸餾水。然後溶液用氯化鈣乾燥並在真空中濃縮，溶於二氯曱烷中用於GC測量。5.3還原降解在螺旋蓋的玻璃瓶中，大約lmg全甲基化的樣品溶解於500jiil二氯甲烷中，與6叫(當量)三乙基矽烷上的糖苷鍵和4eqTMS三氟甲基磺酸鹽混合，室溫攪拌2小時。加入20jiil醋酸酐後，室溫繼續攪拌2小時。然後通過加入飽和碳酸氫鈉水溶液終止反應，並繼續攪拌l小時。通過用二氯甲烷提取進行實驗，隨後用飽和碳酸氫鈉水溶液和蒸餾水洗滌合併的有機相。最後溶液用氯化鈣乾燥，在氮氣中濃縮，溶於二氯甲烷中用於GC測量。5.4定性和定量分析通過氣相色譜用柱上注射和火焰離子化檢測器(FID)定量分析降解產物。根據它們的有效碳響應值修正峰面積。以它們的質譜(GC-MS)和已知對照樣品的保留時間為基礎，分配峰值。6.菊粉的差示掃描量熱法在50ml帶刻度的聚丙烯管(30.0x115mm,葛萊娜公司(Greiner)，訂貨號227261)中配製40ml15%(w/v)濃度的菊粉溶液。通過將相應的粉末加入雙蒸水並振蕩製得。隨後，所有配製好的懸浮液力文置在水浴(95°C)中，振蕩若干次進行溶解。20分鐘後，憑視覺確定所有的懸浮液完全溶解。然後，將製備好的溶液平均分到兩個50ml帶刻度的聚丙烯管P0.0xl15mm，葛萊娜公司(Greiner),訂貨號227261)中，並立即在液氮中深度冷凍。然後冷凍的溶液冷凍乾燥2天(水含量大約10%),在研缽中研磨。使用自動Karl-Fischer滴定器測定樣品的水含量(見常規方法4)。對於DSC測量，稱約10mg菊粉乾物質到不鏽鋼坩堝中(體積50pi),測定精確的重量，加入30jil蒸餾水。然後密封坩堝。用空的不鏽鋼蚶堝作為對照。在具有自動取樣器的DSC儀器(珀金埃爾默公司(PerkinElmer);Diamond)中從10-160。C加熱樣品，力口熱速率為10。C/分鐘。用PYRIS7.0軟體程序(珀金埃爾默公司(PerkinElmer)，63110Rodgau-Jtigeshdm，Germany)進行數據分析。這需要測定Tfl(起始)和自由焓dH。7.測定粘度通過98。C振蕩配製多種濃度(重量/體積蒸餾水)的菊粉水溶液，溶解(時間不超過13分鐘)後立即測量清亮溶液。在BOHLINGemini高級流變4義(馬爾文4義器(MalvernInstruments);Herrenberg，Germany)中，<吏用CP4。/40mm錐板系統的等溫(90°C)粘度測定模式進行測量。用一層額外的亮石蠟油覆蓋測量間隙。10/秒的剪切速率進行60秒加10秒馳豫時間作為預剪切。在剪切速率模式的對數階段測量剪切。上升波形起始剪切速率為20/秒，終剪切速率為30/秒，有20秒持續時間和10秒積分時間。數據基於20/秒至30/秒範圍內的平均值並且是每個數據點三次獨立測量的平均值。平均值不包括所有確定為異常值的測量值。用所謂的"四分位法"定義"異常值"。限定異常值為所有位於範圍準則Q2-k*(Q3-Q0《無異常值<Q2-k*(Ch-QO之外的測量值(SACHS,Lothar:AngewandteStatistik，10thedition,Springer-VerlagBerlin(2002)，笫364頁以及下列等等)。此處Q!和Q3分別是測量數據的25%四分位數和75%四分位數，Q2是測量數據的中位數(50%四分位數)。數值1.5用作因子k。8.測定凝膠強度和粘彈性性能在HaakeRotoviscoVT550粘度計的MV測量杯中裝入70g以重量計n%的菊粉(蒸餾)水懸浮液。然後在預加熱(卯。c，加熱套)儀器中嵌入槳式攪拌機並安裝。然後，128rpm攪拌加熱混合物15分鐘。15分鐘後，在90。C將混合物轉移到由底部和壁組成的容器中，其中壁由兩個彼此疊放並用膠帶(寬19mm)固定到一起的丙烯酸薄片圓柱環(每個高20mm，直徑30mm)構成。混合物引入到容器中低於上邊緣約5mm的水平，沒有氣泡。然後，用鋁箔密封容器並豎放室溫(23。C)過夜。在室溫(23。C)儲存約20小時後，用TAXT2質構儀測量凝膠強度。為了有可能在光滑的、沒有乾燥的表面上測量凝膠強度，首先去掉將容器的兩個圓柱環綁在一起的膠帶。然後用刀片沿著環之間切開凝膠，從而在凝膠的較低部分呈現出光滑的表面。用TAXT2質構儀通過水平彈片(dome)(直徑24,5mm)穿透到凝膠(lmm)中測量凝膠強度。質構儀的設置如下測量原則沿壓力的方向施力前進速度2mm/秒測試速度2mm/秒觸發值0.01N倒退速度2mm/秒行程1mm彈片單次穿透的最大值用牛頓標示。實施例1源自朝鮮薊根的菊粉的特徵1.栽培朝鮮薊植物Madrigal品種的朝鮮薊植物生長在西班牙瓦倫西亞附近。2005年4月播種種子，2005年8月/9月收穫植物。根與地上部分分離，去除粘附的泥土並乾燥。然後將未製冷的根從西班牙運輸到德國。在提取菊粉前根部儲存在-20'C。2.從朝鮮薊根製備菊粉來自Madrigal品種朝鮮薊植物(約4-5月齡)的根用於製備菊粉。60kg的根在粉碎機(GloriaUniversalgardenshreddernatura2800L)中進一步加工成碎片之前，在深度冷凍階段，通過用高壓清潔器(Karcher240)沖洗，去除附著在才艮上的土壤成分。碎片放入帶框式攪拌器、含預加熱到80-90。C水的加熱套提取器中。加入的水的總量是180kg。通過加NaOH將提取物的pH值調整至9.0。用提取器的加熱套將碎片糊狀物從4(TC快速加熱到80-85。C之後，為了從碎片中提取菊粉(果聚糖)，糊狀物在80-85。C攪拌大約60分鐘。這之後通過泵抽空，將粗提物從碎片中分離出來。通過形成總計0.7gMg(OH)2/100ml提取物，分兩步對粗提物進行脫色。在第一階段，3400gMgS04*7H20(相當於0.5gMg(OH)2/100ml提取物)通過攪拌溶解於170L深棕色提取物中，整個過程10分鐘。隨後，加入作為懸浮物的1015g96%濃度的Ca(OH)2(於3L水中)，攪拌10分鐘。得到pH值為9,4。全部沉澱混合物在板式分離器(GEAWestfaliatypeSC-6-06-076)中定量澄清，整個過程120分鐘。脫色的提取液淺黃色且不含引起混濁的材料。獲得的稠膏樣固相即為去除的泥渣級分。對以這種方式獲得的提取液重複完整的脫色步驟，150L提取液中含有MgS04"H20(相當於0.2gMg(OH)2/100ml提取物)和作為懸浮物的410g96%濃度的Ca(OH)2(於1.5L水中)。全部沉澱混合物在板式分離器中定量澄清，整個過程30分鐘。pH9.4的脫色的提取液清澈、淺黃色，且不含引起混濁的物質。再次獲得的稠膏樣離心分離物即為去除的泥渣級分。通過在4。C冷卻48小時，從以這種方式增白的提取物中獲得固體菊粉。通過使用板式分離器離心沉澱獲得的泥渣樣沉澱物為菊粉。沉澱物按照增白提取物中存在的相同濃度將菊粉溶解在熱水中並在2。C儲存48小時重新沉澱，連續進行兩次再純化。最終得到的菊粉沉澱物再完全溶解到如前面使用的相同濃度加熱的水中。然後熱溶液通過帶過濾層的板式過濾器過濾。隨後通過冷卻溶液(2°C,48小時)沉澱菊粉，冷凍乾燥終產物。圖1為圖形表示的提取方法。在提取過程中，在單個提取和純化步驟(通過組合折射率檢測和用右旋糖苷標準品校正的凝膠滲透色譜(GPC-RI，見"常規方法"中的方法3.2))之後分析聚合物分布。從圖2明顯可見，熱水提取後提取物(B)的聚合物分布與洗滌才艮(A)中的聚合物分布相當。圖2顯示了在洗滌的朝鮮薊根(A)中和熱水提取菊粉後的提取物(B)中聚合物分布的GPC-RI分析。在冷(4'C)分級分離菊粉之後，聚合物分布的分析顯示高分子量菊粉級分(C)從低分子量級分(D)分離出來(圖3)。圖3顯示了在熱水提取菊粉後的提取物(B)中、4'C菊粉沉澱後的沉澱物(C)中和沉澱後離心菊粉獲得的更多輪次(upperrun)(D)中聚合物分布的GPC-RI分析。通過再沉澱高分子量菊粉級分，實現高分子量菊粉的進一步富集並去除低分子量物質(尤其是單和二糖)(圖4)。圖4顯示了在4。C沉澱的菊粉(C)中、第一次再沉澱後的沉澱物(F)中和第一次再沉澱後的澄清相I(E)中聚合物分布的GPC-RI分析。熱水過濾、重新沉澱菊粉後，較低聚合度的菊粉同樣留在澄清相中(圖5)。圖5顯示了過濾後的菊粉溶液(G)中、結晶後沉澱的菊粉(K)中和結晶後的澄清相III(H)中聚合物分布的GPC-RI分析。3.測定製備的菊粉的純度通過測定凍乾材料的果聚糖和水含量確定第2節中獲得的朝鮮薊菊粉的純度。測定朝鮮薊的水含量為2.9%(見方法"測定水含量")。用外切菊粉酶水解菊粉測定果聚糖含量(見方法"通過外切菊粉酶的水解作用測定果聚糖")。根據果聚糖含量和水含量得到基於乾物質(DM)的純度。純度-果聚糖含量x100/(lOO-水含量)。從表1明顯可見，製備的朝鮮薊菊粉的平均純度是乾物質(DM)的96%。表l:測定製備的朝鮮薊菊粉的純度tableseeoriginaldocumentpage334.用GPC-R1-MALLS測定分子量用第2節中獲得的純化的朝鮮薊菊粉、購買的RaftilineHP標準樣品(Orafti，批次HPBNH4DNH4)和大麗花塊莖菊粉(Sigma,訂貨號1-3754，批次75H7065)製備0.5。/o(w/v)水溶液，並用凝膠滲透色語測定菊粉的分子量分布(見方法3.1)。圖5描繪了該分布，表2總結了由此計算的分子量(脫水果糖-162g/mol)和平均鏈長度。使用GPC-RI-MALLS系統分析分子量分布，得到朝鮮薊菊粉的重均分子量Mw為13995g/mo1和數均分子量Mn為11620g/mo1。相應的平均鏈長度是DPw86和DPn72。純化的朝鮮薊菊粉的平均鏈長度明顯長於RaftilineHP(DPw=36，DPn-29)和大麗花菊粉(DPw=41，DPn=33)。這也反映在朝鮮薊菊粉的最小和最大分子量顯著更大。表2:多種菊粉的分子量分布tableseeoriginaldocumentpage335.葡萄糖、果糖和蔗糖的測定結果如方法3("糖測定，，)所述，通過光度測定5。/。濃度菊粉溶液中的糖，來確定第2節獲得的朝鮮薊菊粉中葡萄糖、果糖和蔗糖的比例。從表4明顯可見，純化的朝鮮薊菊粉中葡萄糖、果糖和蔗糖含量小於菊粉粉末的0.1%。表3:純化的朝鮮薊菊粉中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量tableseeoriginaldocumentpage346.分支程度6.1標準甲基化分析對具有DPw90和DPn84的本發明菊粉樣品測量分支程度。使用的對比例是RaftilineHP(Orafti，批號HPBN03DN03和HPBNH4DNH4)、大麗花塊莖菊粉(Sigma,訂貨號1-3754，批號022K7045或75H7065)和洋姜根(Sigma，訂貨號1-2880,批號111H7045和88F7220),通過曱基化分析確定分支程度(見常規方法，5.1)。2-1-連接的果聚糖的水解、還原和乙醯化作用產生1，2,5-三-0-乙醯基-3，4，6-三-0-甲基-D-甘露醇和-山梨糖醇。末端的果糖基提供2，5-二-0-乙醯基-l，3，4，6-四-0-甲基-甘露醇和-山梨糖醇。末端的葡萄糖基單位產生1，5-二-0-乙醯基-2，3，4，6-四-0-甲基-D-山梨糖醇。另外在6位分支的構件產生相應的1，2，5，6-四-O-乙醯基-3，4-二-0-甲基糖醇。除了具有2-1連接的產物，有可能在所有果聚糖樣品中檢測來自末端果糖和葡萄糖構件的產物。色譜另外顯示在氮氣中去除TFA時可由2-1連接的果糖形成二果l唐二酐(DFDA，大約3mo1。/。)。另外，從質譜有可能鑑定來自所有樣品中2-1,6連接的產物。還可鑑定1，3-和1，4-乙醯基化的化合物，其分別從3位和4位的分支產生，但是也可來自不完全的曱基化。非特異性出現的1，3-和1，4-乙醯基化產物是亞甲基化的指示物。假定6位受亞曱基化影響的程度與3位和4位一樣，需從2-l，6-分支的果糖單位的比例中減去非特異性的比例(1，3-乙醯基化和1，4-乙醯基化的化合物的平均值)。下文表4顯示由此得到的結果。tableseeoriginaldocumentpage35*基於所有發現的物種曱基化分析的評價顯示朝鮮薊菊粉的分支程度為1.4mol%。因此這種菊粉的分支程度顯著高於參照樣品菊粉(來自菊苣(RaftilineHP)、大麗花和洋姜)。6.2還原降解作用與標準甲基化分析一致，有可能通過還原糖苷裂解，鑑定所有樣品中末端吡喃葡萄糖(1，5-酐-2，3，4，6-四-0-甲基-D-山梨糖醇)、末端呋喃果糖(2，5-酐-l，3，4，6-四-0-曱基-D-甘露醇和-山梨糖醇)和2-1連接呋喃果糖(l-O-乙醯基-2，5-酐-3，4,6-三-0-甲基-D-甘露醇和-山梨糖醇)的相應產物。當存在2-1，6連接(1，6-二-0-乙醯基-2，5-酐-3，4-二-0-曱基-D-甘露醇和-山梨糖醇)時，還有可能從質譜對所有的果聚糖檢測產物結果。此外，出現的2，6-二-0-乙醯基-1，5-酐-3，4-二-0-甲基甘露醇，是來自2-1,6-連接的果糖單位的重排產物。GC-MS再次檢測到非特異性亞甲基化(見6.1)的產物。還出現小部分未分離的開鏈糖醇。這些小的部分被考慮為是2-l連接。非特異性比例的扣除導致本發明菊粉的分支程度為1.7mol%(=2-1，6-連接的果糖的比例)。實施例2來自朝鮮薊根的菊粉的性質所有下述涉及本發明朝鮮薊菊粉的研究在前面表2中詳述。相比較的RaftilineHP和大麗花菊粉同樣在實施例1中詳述。1.對菊粉的差示掃描量熱研究菊粉的差示掃描量熱分析(程序見方法)顯示不同材料之間有關熔化行為的明顯差異(見表5)。兩種菊粉樣品在熔化焓方面的差異非常大。朝鮮薊菊粉高於25.2J/g,RaftilineHP僅為22.8J/g。T初始(To)的差異同樣顯著。朝鮮薊菊粉初始熔化溫度是4i.rc，比對比菊苣菊粉高3'C以上。由於朝鮮薊菊粉比菊苣菊粉對高溫明顯更不敏感，因此在食品領域的某些熱處理中，朝鮮薊菊粉增強的熱穩定性是重要的優勢。表5tableseeoriginaldocumentpage36從上表明顯可見，濃度達到24%(w/v)，兩種菊粉在90。C都表現出非常低的粘度(水-lmPas)。當濃度為26%(w/v)，尤其是28%時，本發明菊粉變得粘稠，而RaftilineHP達到28%(w/v)時其粘度仍然與水非常類似。3.冷凍乾燥後顆粒大小實施例1中DPw=86的冷凍乾燥樣品在切碎才幾(GrindomixGM200,RetschTedmologieGmbH，Haan，Germany)中磨碎，通過篩析確定顆粒大小(振篩機"Analysette3"來自Fritsch，振動頻率2.0，篩選輔助物8個瑪瑙研磨球(1Omm0)/篩，篩選時間l-2分鐘，負載量大約50g)。下文表7顯示結果。通過篩析有可能確定平均顆粒直徑為108nm。類似實施例l製備的菊粉(DPw為93-94)也4史冷凍乾燥，在切碎機中磨碎並用篩析研究(表8)。結果為平均顆粒大小160jrni。表7:菊粉(DPw^86)篩析tableseeoriginaldocumentpage37tableseeoriginaldocumentpage38下BiichiB-191噴霧乾燥器、供料20g水和4g菊粉(DPw=86)，T(供料)=80-卯°C,T(進口)=120°C，T(出風口)=93-94。C，抽氣機速率80%，泵速率10%,空氣流量噴嘴4501/h。得到的顆粒其形狀和均一性具有;f艮好的質量。出風口溫度至52'C造粒也是可行的。表10:噴霧造粒測試/樣品供料組合物供料溫度/x:出風口溫度/。c殘留水分KFT/%水/%菊粉/%測試57030卯多種5.3如上所述的篩析顯示下述平均顆粒直徑測試285拜測試5300pm5.結晶度在2mm厚的試樣載體中(標準)(兩個PET覆蓋膜之間)製備粉末形式的菊粉樣品而無需另外的預處理。lmm試樣載體用於樣品2(見下文)。在對稱傳輸中使用單色(Ge(lll)單色儀)Cu-Ka放射，用D5000雙圓衍射儀(Bruker-AXS)進行X射線測量。在28角範圍3-29。(步長A20=0.1°)和29.5-104(步長A29=0.5)內以步/A29:60秒，在30mA和40kV進行記錄。基於Ruland畫Vonk方法(WAXS7，由FraunhoferInstitutftirangewandtePolymerforschung，Potsdam(Germany)研發，在http:〃edocs.tu-berlin.de/diss/2003/rihmrainer.pdf,第19頁以及下列等等中描述)的軟體(測量微晶中的晶格擾動)用於從散射圖中獲得結晶度xc、雛晶大小D(hw)和無序度k。樣品2的散射圖(見下文)用作非結晶背景文件。果糖用作為化學^出，用密度1.65g/cmH十算。通過Scherrer方程，在最初29=8°和12°兩個主要的幹擾點，從X光反射的半寬度確定雛晶大小D(hki)o對來自上面詳述的噴霧乾燥測試1-5的樣品以及下面的樣品進行測量測試6:如實施例1的第2步所述製備的菊粉(DPw=86)，冷凍千燥。測試7:樣品l溶解於80-90'C的水中，在下述條件下噴霧乾燥Biichi190噴霧乾燥器，T(供料)°C，T(進口"120。C，T(出風口)=80匸，氣流4501/h，以重量計菊粉濃度=20%。測試8:樣品1懸浮於25°C的水中，在下述條件下噴霧乾燥:Btichi190噴霧千燥器，T(供料)^80-卯。C，T(進口)-120。C，T(出風口)-80。C，氣流4501/h，以重量計菊粉濃度=20%。下文表11表示測量的結晶度和無序度。表11tableseeoriginaldocumentpage406.在水中加熱後菊粉的結構形成在鋁製燒杯(WinopalForschungsbedarfGmbH產RVA-3d燒杯；體積大約70ml，直徑38mm)中配製每份15ml的20%濃度的菊粉懸浮物，用配備的磁性攪拌棒攪拌，最後蓋上蓋。使用多熱源攪拌器(H+PLabortechnikAG產VARIOMAGMultitherm15)攪拌加熱懸浮物。在這種情況下通過使用PT100探針(VARIOMAGMultitherm15的配件)控制溫度，PT100探針豎放在加熱器上的、盛蒸餾水的有蓋參照燒杯中。預加熱多熱源攪拌器以便參照樣品溫度在90C保持穩定。加熱的懸浮物放置在多熱源攪拌器上，9(TC攪拌8分鐘。然後將樣品從多熱源攪拌器移開，在室溫儲存24小時。然後使用TA-TX2質構儀(StableMicroSystems)測量得到的凝膠濃度。使用直徑12mm的SMSP/0.5R076穿透柱塞(StableMicroSystems)作為測量系統進行測量。下述參數應用於具有5kg測量室的TA測量，選項沿壓力方向測量力.單次試驗參數前進速度2.00mm/s*測試速度0,50mm/s倒退速度0.50mm/s.行程(穿透深度)3mm，觸發力2g水中熱處理之後研究多種菊粉的結構形成行為。由此顯現菊苣菊粉(RaftilineHP⑧和BeneoHPX⑧)在這些條件下不形成凝膠樣結構(表12)。相比之下，本發明菊粉(DPw二86或94經冷凍乾燥)形成非常強的結構。令人驚奇地，使用噴霧乾燥菊粉(DPw-86)的樣品比冷凍乾燥菊粉的對比樣品還要形成相當程度上更強的凝膠。從如下事實可特別明顯看出，只有15%(w/w)濃度的噴霧乾燥菊粉得到的凝膠強度仍明顯高於20%濃度的冷凍乾燥的對比樣品形成的凝膠強度。表12:水中加熱後菊粉的結構形成tableseeoriginaldocumentpage41tableseeoriginaldocumentpage42**-n=47.益生效應根據本發明，在三級發酵系統的體內模型研究(腸模型)中研究菊粉的益生作用。已確定定植於發酵系統的細菌類型和它們的新陳代謝活性(短鏈脂肪酸的形成)。1.材料和方法a)連續的三級培養系統此研究使用先前Pereira等人(2003)ApplEnvironMicrobiol69(8)，4743-4752和Probert等人(2004)ApplEnvironMicrobiol70，4505-4511已描述的連續的三級培養系統。腸模型由三個連續排列的培養管VI、V2和V3(工作體積為0.28、0.30和0.30升)組成。每管配備磁性攪拌器，通過水浴將溫度保持在37°C，用ElectrolabpH控制器控制單個管內的pH。通過在液體中輸送無菌的不含氧的氮氣，整個系統(包括介質儲存器)在厭氧條件下操作。通過加適當量的0.5MHCl-NaOH將三個管中的pH調整到5.5(V1)，6.2(V2)和6.8(V3)。管1模擬前部大腸內的微生物條件。管1養分相對豐富，比管3(具有更中性的pH和比較少的底物)具有相對更酸性的pH和更短的駐留時間。管3模擬大腸後部。管2模仿中間、橫部的大腸(橫結腸)。不含氧的氮氣連續吹進無菌的培養基中，通過蠕動泵將其引入Vl,相繼導入V2和V3。培養基由蒸餾水中的下列成分組成(g/L):馬鈴薯澱粉，5.0;膠質(柑橘屬)，2.0;酪蛋白(鈉鹽)，3.0;RaftilineLS(Orafti，Tienen;BE),1.0;木聚糖(燕麥皮)，2.0;阿拉伯半乳聚糖(Fluka公司)，2.0;guargam，1.0;粘蛋白(HI型豬胃)，4.0;胰蛋白腖(Oxoid公司),5.0;蛋白腖水(Oxoid公司)，5.0;酵母膏(Oxoid公司)，4.5;膽鹽No.3(Oxoid公司)，0.4;L-半胱氨酸HCI，0.8;NaHC03(FisherScientific,飛世爾科技)，1.5;血紅素，0.05;NaCl(FisherScientific,飛世爾科技)，4.5;KCl(FisherScientific,飛世爾科技)，4.5;CaCl2x6H20(BDH)，0.15;KH2P04(BDH)，0.5;FeS04x7H20(BDH)，0,005;MgS04x7H20(FisherScientific,飛世爾科技)，1.25。此外，加入1.0mlTween80(BDH)和10^維生素K。4ml濃度為0.025%(w/v)的刃天青溶液加入生長培養基作為厭氧條件的指示劑。培養基在121'C高壓蒸汽滅菌15分鐘，在氮氣環境下冷卻。除非另有說明，否則所有的化學藥品從英國希格瑪化學公司(SigmaChemicalCo.,UK)購買。排洩物材料的收集和製備每個管的剩餘體積用新鮮製備的30歲成人(試驗之前三個月沒有服用任何抗生素)的排洩物懸浮液製成。用事先還原的磷酸鹽緩沖液(PBS)製備20。/。(w/w)新鮮的排洩物懸浮液，並在消化器官(胃)中按正常速度消化2分鐘。通過濾袋去除大的食物殘渣。然後將100ml得到的懸浮液接種到三個發酵管的每一個。最初使用所述培養基將系統作為分批培養物操作48小時。分批培養發酵48小時後，模擬腸液組合物的複合生長培養基通過蠕動泵引入VI然後是V2和V3。駐留時間(R)計算為各管稀釋率的倒數。駐留時間設置為27.1小時，在最初48小時平衡期(確保穩定狀態)之後作業系統12天。總駐留時間是每個發酵器單個駐留時間R的總和。取樣發酵24小時後第一次取樣(5ml)(0天)。繼續發酵直至達到穩定狀態(10-12天之後)(SS1)。在此階段，為了隨後分析細菌和短鏈脂肪酸，從各管取培養液樣品，並用作SS1的指示劑。達到SS1之後，在另外的10-12天內每天將測試底物放入管1中。繼續發酵直至達到另一穩定狀態(SS2)，為了隨後的分析再次從各管取培養液樣品。通過FISH分析，對排洩物樣品和腸模型樣品中的細菌進行計數對來自發酵系統單個管的樣品進行如下所示處理。製備樣品為了固定細胞，從分批培養物中取樣品(375pl)，加入1125pl過濾的4%(w/v)多聚甲醛溶液(pH7.2)，混合併在4'C儲存過夜。固定的細胞13000rpm離心5分鐘，在過濾的磷酸鹽緩衝液中洗滌兩次，並重懸於150iulPBS中。加入乙醇(150|iil)，混合樣品，使用之前儲存在-20。C，但不要超過3個月。雜交固定的細胞(16pl)加到264jnl預熱的(烘箱)過濾的雜交緩衝液中(在X(30mMTris-HCl,1.36MNaCI，pH7.2，0.1%v/v十二烷基石危酸鈉，SDS)中預熱)並混合。混合物以9:1的比例(v/v)加到合適的Cy3標記的探針(50ngl)中，混合併放置到合適溫度的雜交爐中過夜。洗滌和過濾雜交的樣品(每個視野具有30-150個細胞的合適等分試樣)加入5ml預熱的、過濾的雜交緩衝液(20mMTris-HCl，0.9MNaCl，pH7.2)以及20inl的DAPI(4，,6-二脒基-2-苯基吲哚，500ng/pl)並在合適的雜交溫度放置30分鐘。混合物i欠到孔徑0.2nm的黑過濾膜上(GTBP01300，MilliporeCorp.)。為了防止螢光衰減，將Slowfade-LightAntifade(MolecularProbesEurope,Leiden,NL)放到濾膜上，黑暗中4'C儲存支持物最多3天。每個支持物用NikonMicrophotEPI螢光顯孩i鏡(lOOOx放大倍數)檢測最少15個視野。為了計數雜交的細胞使用DM510濾器(550nm),DM400抽取濾器用於DAPI染色的細胞。下述^5^式用於計算每個樣品中細胞的濃度C(細胞/ral)C=Nx15.56x14873.74x(1000/q)N:每個^L野計數的細胞的平均值q:使用的雜交混合物的體積14873.74:放大倍數常數15.56:用於所有製備稀釋液的因子先前已設計和驗證的用螢光染料Cy3標記的靶向種屬特異性16SrRNA的寡核苷酸探針，可用於重要細菌群的計數。使用的探針是BiH64，雙歧桿菌屬(&;/^fo》flcte/7Mw)特異性(Langedijk(1995)，ApplEnvironMicrobiol61，3069-3075)，Bac303，類桿菌屬(6tf"en,'rfes)特異性(Manz等人(1996)Microbiology142，1097-1106)，Hisl50，溶組織梭菌(C7仍7r,W,'"附///sto/^/o/附)亞群特異性和Erec482，球形梭菌-直腸真桿菌(Clostridiumcoccoides-Eubacteriumrectale)群特異性(Franks等人(1998)ApplEnvironMicrobiol64，3336-3345)，Labl58，乳酸桿菌屬(丄fl"oAfld)/腸球菌屬(五rt&ncocc"s)特異性(Harmsen等人(1999)MicrobEcolHealthDis11,3-12)，Ato291，奇異菌屬菌群(Atopobiumcluster)特異性。核酸染料4，，6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)用於所有細胞計數。表13:tableseeoriginaldocumentpage45短鏈脂肪酸的分析如Pereira等人，Appl.EnvironMicrobiol(2003)69(8)，4743-4752所述，分析取自多種腸模型管的樣品中的短鏈脂肪酸(SCFA)。為了去除細菌和固體，離心樣品(6000g，10分鐘)，然後通過孔徑0.2的聚碸HPLC濾器過濾。然後每200]Lil濾過的上清液用800pl含有3.7mM2-乙基丁酸(作為內標)的乙腈稀釋(1:4)。使用配備融合矽填充毛細管柱的HP5890系列IIGC系統(PermabondFFAP，MachereyNagel公司，DE)(25mx0.32mm，膜厚度0.25pm)，用氣相色譜確定脂肪酸。氦氣用作載氣，流量2.42ml/min。柱溫140。C，注射器和檢測器溫度240°C。樣品注射5分鐘之後，柱溫以20°C/min的步驟升至240°C，讓系統再運行5分鐘。使用HP3365系列IIChemStationApg-top軟體(A0.03.34版)分析氣體組成。使用下述酸作為外標，每種酸的濃度範圍為0.5至40mM:乙酸、丙酸、正丁酸、正戊酸、異戊酸(Fluka公司)、異丁酸(Fhika公司)和正己酸。除非另有說明，所有的酸購自希格瑪(Sigma)並且純度〉99。/。。使用內標校正計算SCFA濃度，並以mM/升表示。2.結杲下述菊粉在上文所述腸模型中進行測試本發明菊粉DPw=95對比樣品RaftinlineHP(Orafti)，DPw=33第二個穩定狀態(SS"和第一個穩定狀態(SS1)之間進行比較，使用學生t檢驗分析數據。圖6顯示了用本發明菊粉處理之後，管1(Vl)中的細菌種群在穩定狀態1(SS1)和穩定狀態2(SS2)之間的比較。圖7和8顯示了管2(V2)和管3(V3)相應的比較。圖9顯示了用對比樣品處理之後，管1(Vl)中的細菌種群在穩定狀態1(SS1)和穩定狀態2(SS2)之間的比較。圖10和11顯示了管2(V2)和管3(v;3)相應的比較。在腸模型中加入本發明菊粉導致管1中的雙歧桿菌顯箸增加(P<0.05)。在其它管中觀察到非顯著的增加。加入對比樣品的管1中觀察到雙歧桿菌增加，但不顯著。管3中乳酸桿菌屬種群顯著高(P<0.05)，但是梭狀芽胞桿菌屬種群未觀察到變化。管2中的奇異菌屬和球形梭菌-直腸真桿菌群顯著更低(P<0.05)。圖12顯示了用本發明菊粉處理後，所有管中的短鏈脂肪酸(SCFA)濃度在穩定狀態1(基線)(SS1)和穩定狀態2(SS2)之間的比較。各管和穩定狀態(如Vl-SSl)情況下的單個脂肪酸繪製為柱形圖(bilediagram)。從左至右乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸、異戊酸、戊酸、己酸。圖13顯示用對比樣品處理後，所有管中的短鏈脂肪酸(SCFA)濃度在穩定狀態1(基線)(SS1)和穩定狀態2(SS2)之間的比較。加入本發明菊粉後所有三個管中的丙酸濃度增加，且管2中增加顯著。管1和2中的丁酸濃度增加。腸模型加入對比樣品導致所有管中乙酸、丙酸和丁酸濃度增加，但是只有管2中增加顯著。8.生麵團和烘焙性質用於烘焙試驗的材料含有麵粉混和物(由美國小麥粉"KingMidas"⑧和Orafti提供的RaftilineHP⑧或者本發明菊粉(DPw=86)組成)。8%的麵粉用菊粉代替。然後混和的麵粉和沒有代替的對照用於生麵團流變學和烘焙試驗的測量。方法1)粉質曲線f遵守ICC和AACC標準)粉質曲線用於確定麵粉的吸水能力和評測製備的生麵團的捏合性質。試劑蒸餾水設備德國Brabender公司提供的具有USB埠的FarinographE具有2個捏合葉片的10g捏合機(Brabender公司)明確和評價下述參數用於所檢測麵粉的質量特性麵粉吸水定義為當生麵團達到500FU(粉質儀單位)的最大生麵團堅實度時，每100g麵粉具有14。/。水分含量所需的水量(ml)。材料生麵團堅實度是恆速轉動(63rpm)時生麵團的抵抗力(FU所規定的)。生麵團醒發時間定義為試驗開始(加入水)和最大峰值之間的時間(分鐘)。2)烘焙試驗(白色盤式麵包)設備德國Brabender公司提供的具有300g麵粉捏合容器的粉質儀烘焙爐(德國MIWEgusto公司)全自動發酵器(FosterRBCMk3，Hobart，Germany)2kg稱量器(Sartorius公司)捏合才幾(德國Brabender/〉司)生麵團配料300g麵粉(麵粉的水分含量為14%)12g酵母(新鮮)6g鹽(精製食鹽)15g烘焙脂肪3g糖水(相當於少於2.5%的水吸收量)生麵團加工麵粉和配料在捏合容器中混合l分鐘，然後加入適量的水。捏合2分鐘後，為了讓捏合容器壁上的生麵團回到生麵團主體上，關閉設備。根據粉質曲線數據(生麵團醒發時間(分鐘))，對於補加菊粉的麵粉，捏合加工繼續6分鐘或12分鐘。生麵團的最終溫度大約26°C。捏合完成後，生麵團放置10分鐘，然後確定生麵團的總重量。在10分鐘之內分割生麵團並測量每塊生麵團的重量。生麵團分成兩塊相同大小的生麵團，在捏合機中(Brabender)揉捏10秒，然後巻成橢圓形。生麵團塊置於麵包烘焙模具中，推進全自動發酵器中(32。C，溼度87%)發酵60分鐘(發酵時間)。烘焙爐預加熱到250'C。對發酵的生麵團塊用水噴霧，推進烘焙爐中。在大約200。C烘焙30分鐘之後，移走烤過的食物，置於室溫冷卻l小時。通過油菜籽置換法測量麵包體積。通過視覺和4吏用TA-TX2質構分析儀(StableMicroSystems)研究麵包屑性質。使用直徑12mm的SMSP/0,5R076穿透打孑L機(StableMicroSystems公司)，在大約1.5cm厚的麵包塊上測量麵包屑強度。在具有5kg測力室的TA測量中使用下述參數。下列各項調節之後進行測量*選項沿壓力方向測量力單次試驗參數前進速度2.00mm/s*測試速度0.50mm/s倒退速度0.50mm/s行程(穿透深度)7111111觸發力2g結果術語的定義生麵團產量(DY):是來自以重量計100份麵粉的生麵團量。特性是使比較麵粉的吸水能力和生麵團強度成為可能。例如，lOOkg麵粉和60kg水製成的生麵團，其DY為160。生麵團產量具有多種定義生麵團淨產量是來自以重量計IOO份麵粉和水的生麵團量生麵團總產量是來自以重量計IOO份麵粉、水和其它配料的生麵團量生麵團實際產量是考慮了加工、發酵和重量損失的生麵團總產量。烘焙損失技術人員理解的烘焙損失是烘焙過程中生麵團或生麵團塊的重量損失。重量損失主要包括從生麵團蒸發的水，以及最小量的其它易揮發成份(如乙醇、有機酸和酯)；因此技術人員同樣也稱之為"水分損失"。重量損失(=烘焙損失)總是基於生麵團重量，並表示生麵團重量與麵包重量的比例。計算如下烘焙損失-生麵團重量-麵包重量x100生麵團重量高烘焙損失對烘焙師的產品產量有不利的影響，因此對所售烘焙產品的重量和數量具有不利作用。此外，在烘焙加工過程中，水分的損失對烘焙產品的新鮮度有不利影響，從而很快變的陳舊，即"不新鮮"。產品產量(也稱麵包產量)麵包產量(BY)是從100份麵粉獲得的烘焙產品量。麵包產量基於加工的麵粉量。例子40kg麵粉生成60kg麵包，BY為150。表14:粉質曲線數據tableseeoriginaldocumentpage50tableseeoriginaldocumentpage51生麵團的流變學研究表明用本發明菊粉代替的生麵團的吸水能力明顯增加(表14)。比含有RaftilineHP的對比麵粉高几乎9%，比沒有代替的對比麵粉還要高3%。因此對於含有本發明菊粉的生麵團，其生麵團產量(特別具有商業利益)明顯最高(表15)。出人意料的是，與對照生麵團相比，加入RaftilineHP⑧的生麵團的生麵團產量大大降低。與具有RaftilineHP的生麵團相比，具有本發明菊粉的生麵團的堅實度也有優勢。具有本發明菊粉的麵包的麵包產量是最高的，而含有RaftilineHP⑧的麵包最低。麵粉替換的兩種麵包的比體積相似，而具有本發明菊粉的麵包的其它質量參數(如麵包屑顏色、彈性、孔隙度或疏鬆度)稍微好於具有RaftiliiieHP⑧的對比麵包和沒有替換的對照。關於新鮮度的保持，含有本發明菊粉的麵包表現特別的優勢。與對照麵包和含有RaftilineHP的麵包相比，這種改進表現在麵包屑強度上。新鮮和儲存的麵包屑的含水量增加還是另外有利的性質，其除了減少老化外，還特別與感覺的改進有關。3)麵食(Pasta)產品在麵食產品中檢測菊粉樣品另外的用途。在這種情況下，用菊粉代替5%和10%的小麥粉。1)材料硬質小麥粉本發明菊粉(DPw=86)RaftiUncHP2)製備麵食生麵團通過使用200g小麥粉-菊粉混合物(加入34.5或35%的水)製備麵食生麵團。加入34%的水製備對照生麵團(沒有替換的小麥粉)。由於具有菊粉的生麵團比對照生麵團略微更幹，因此增加加入的水。使用"Luna"麵食機器(HAUSSLER公司)製備麵食生麵團。製作生麵團的時間為5分鐘。使用9.5mm寬的模具生產寬麵食。3)方法離開機器之後，立刻用3種不同的蒸煮時間處理一部分新鮮擠壓出的麵條。第二部分置於室溫條件下風乾2天。對於蒸煮試驗，在每種情況下，對3份麵條(新鮮)稱重並送入充滿45ml沸水的falcon管中(50ml)。麵條在大約100。C煮沸2、3或5分鐘，然後在篩上進行恆定時間的排水。然後確定煮過的麵條的重量。從蒸煮前後麵條的重量測定麵條的膨脹。乾燥2天的麵條同樣進行蒸煮，但是時間為5、10和15分鐘。在這些情況下，也可測定麵條的膨脹指數。下述公式用於計算膨脹指數膨脹指數=(蒸煮後重量/蒸煮前重量)4)結果增大加入的水製備補充菊粉的麵食生麵團可相應地增加麵食生麵團的產量。產量增加在商業方面具有優勢。從蒸煮試驗也可確定，與對照以及補充RaftilineHP⑧的麵食相比，補充本發明菊粉的麵食膨脹將顯著增加。增加在5和20%之間(見表16)。tableseeoriginaldocumentpage53表17列舉酸乳酪配方。對應於實施例1/表2中菊粉的本發明菊粉(極長鏈菊粉，VLCI)，在表9、測試2的條件下噴霧乾燥，其平均聚合度DPw為86;對比樣品BeneoHP⑧的DPw為34。除非另有說明，涉及以重量計百分比的所有百分比基於全部組合物。為了促進菊粉和脫脂奶粉的分散，將幹配料混合在一起，然後為了形成酸乳酪香基以適度剪切力加入牛奶。標準化的香基在4X:維持3個小時，以便脫脂奶粉可完全溶解。每一批在80。C巴氏滅菌30分鐘，迅速冷卻至44。C,以3.6g/1濃度接種Yo-Flex88(嗜熱鏈球菌(S&印tococcws幼《,柳0/;/7"5")和德氏乳酸桿菌(丄""0^/"'〃"5"^fe/^wcA:zV)，Chr.Hansen有卩艮公司)。對於罐發酵酸乳酪(卡士達酸乳酪)，在孵育之前將已接種的香基灌注到最後的包裝中。香基混合物在44。C孵育4-6個小時直到pH值達到4.5(最初pH值大約6.8)。當酸乳酪pH值達到4.5，卡士達酸乳酪樣品冷卻至4°C,為了達到最大粘度，在此溫度維持48小時。用具有日心軌道(heliopath)適配器的布氏粘度計測量粘度。表17顯示罐發酵酸乳酪(卡士達)的結杲。2.5%噴霧千燥的本發明菊粉比對比例4.5%的菊粉引起粘粘度更大的增加。含本發明菊粉的酸乳酪也比含3.35%高脂肪物質含量的對比酸乳酪具有更高的粘粘度。表ntableseeoriginaldocumentpage55除了粘度和pH值，所有的數據是基於總重量的百分比。權利要求1.平均聚合度DPw為83至98的菊粉。2.如權利要求l所述的菊粉，其平均聚合度DPw為85至95。3.如權利要求1或2所述的菊粉，其分支程度為2-1,6連接的果糖單體佔所有菊粉單體的0.5至2.0mol%。4.如權利要求l-3任一項所述的菊粉，其中DPw/DPn之商小於1.25。5.如權利要求l-3任一項所述的菊粉，其中DPw/DPn之商小於1.20。6.如權利要求l-3任一項所述的菊粉，其中DPw/DPn之商小於1.15。7.如權利要求l-6任一項所述的菊粉，其中葡萄糖含量以重量計小於總乾重的2%。8.如權利要求1-6任一項所述的菊粉，其中葡萄糖含量以重量計小於總乾重的1%。9.如權利要求l-8任一項所述的菊粉，其中果糖含量以重量計小於總乾重的2.5%。10.如權利要求1-8任一項所述的菊粉，其中果糖含量以重量計小於總乾重的1.5%。11.如權利要求1-10任一項所述的菊粉，其為噴霧乾燥的菊粉。12.如權利要求1-11任一項所述的菊粉，其為平均直徑100-250jim的顆粒形式。13.獲得菊粉的方法，其中a)粉碎朝鮮薊根，b)通過用水處理粉碎的根獲得提取物，c)從獲得的提取物中去除有色成分，d)從提取物沉澱菊粉，e)再沉澱菊粉至少一次。14.如權利要求13所述的方法，其包含另外的過濾步驟。15.如權利要求13或14所述的方法，其中在步驟c)中去除有色成分通過i)將鎂離子(M^+)與植物提取物混合，ii)將至少一種鹼性成分與植物提取物混合，iii)形成;冗;定，和iv)去除從植物提取物中形成的沉澱。16.如權利要求15所述的方法，其中在步驟i)中混合鎂鹽。17.如權利要求16所述的方法，其中從氯化鎂、硫酸鎂、硝酸鎂、醋酸鎂和丙酸鎂中選擇鎂鹽。18.如斥又利要求15-17任一項所述的方法，其中在溫度60-80。C進行步驟i)。19.如權利要求15-18任一項所述的方法，其中選擇鹼性成分的量以使OBT:Mg2+摩爾比設為2.2:1-1.8:1。20.如權利要求15-19任一項所述的方法，其中鹼性成分是鹼金屬氫氧化物或鹼土金屬氫氧化物的水溶液或懸浮液。21.如權利要求15-20任一項所述的方法，其中鹼性成分是氫氧化鉤懸浮液。22.食品，含有平均聚合度DPw為83至103的菊粉。23.如權利要求22所述的食品，其從乳製品、酸乳酪、冰淇淋、基於乳的軟冰、基於乳的雕刻食品、布丁、奶昔、牛奶蛋羹、奶酪、營養棒、能量棒、早餐棒、糖果、烘焙食品、薄脆餅乾、曲奇、餅乾、麥片、快餐食品、冰茶、果汁軟冰、膳食飲料、成品飲料、運動飲料、耐力飲料、用於膳食增補物的粉制飲料混合物、嬰幼兒食品、含鈣橙汁、麵包、羊角麵包、早餐穀類、麵條、塗4未食品、無糖餅乾和巧克力、鈣口嚼片、肉製品、蛋黃醬、沙拉調料、果仁奶油、深凍食品、調味料、湯和即食餐中選擇。24.如權利要求22或23所述的食品，其為擠壓產品。25.膳食增補劑，含有平均聚合度DPw為83至103的菊粉。26.化妝製品，含有平均聚合度DPw為83至103的菊粉。27.平均聚合度DPw為83至103的菊粉作為食品添加劑的用途。28.權利要求27所述的菊粉的用途，作為具有益生效應的添加劑、調質劑、穩定增強劑、增粘劑和/或膳食纖維。29,平均聚合度DPw為83至103的菊粉作為食品中脂肪或油的替代品的用途。30，平均聚合度DPW為83至103的菊粉作為化妝製品中的添加劑的用途。31.權利要求30所述的菊粉的用途作為調質劑、穩定增強劑和/或增粘劑。32.平均聚合度DPw為83至103的菊粉的水性糊劑。33.根據權利要求32的水性糊劑作為食品或化妝製品中的賦形劑、脂肪替代品、油替代品、調質劑、穩定增強劑、和/或增粘劑的用途。全文摘要本發明涉及長鏈菊粉及其從朝鮮薊根的製備，其在食品和化妝製品中的用途以及含有長鏈菊粉的食品和化妝品製劑。文檔編號A23L1/308GK101432313SQ200780015139公開日2009年5月13日申請日期2007年4月27日優先權日2006年4月28日發明者E·赫爾維吉,F·莫伊澤,I·鮑爾,J·彼林申請人:拜爾作物科學股份公司