本发明涉及适合用作氧化胶凝用原料的谷类植物半纤维素萃取 物(“胶凝半纤维素”)，涉及由其制得的凝胶，涉及其生产方法，涉及 包含所述凝胶的产品，以及涉及其各种用途。特别是，本发明涉及由 谷类植物(尤其是麦)制备胶凝半纤维素的改进方法。

术语“半纤维素”和“半纤维素材料”是用来包括：非纤维素、 非淀粉的植物多糖。因此，该术语特别是用来包括戊聚糖，果胶和树 胶。

有些半纤维素适合用作氧化胶凝的原料(“胶凝半纤维素”)：所 述的半纤维素经常有带酚基团的取代基，这些取代基可与某些氧化剂 进行交联。

阿糖基木聚糖和果胶构成了两种特别重要的半纤维素。阿糖基木 聚糖主要由戊糖阿糖和木糖组成，因此经常将其分类成戊聚糖类。然 而，在许多场合，作为微量成份还存在己糖和己糖醛酸，因此，也可 以将其称之为杂木聚糖。

阿糖基木聚糖分子由(1-4)-β-吡喃木糖基单元的线性骨架组成， 取代基通过木糖基残基的02和03原子连接至骨架上。主要的取代基 是单α-L-呋喃阿糖基残基。另外，单α-D-吡喃萄糖醛酸基残基及其 4-O-甲基醚也是常用的取代基。

就木糖与阿糖的比率(即取代度)以及沿(1-4)-β-木聚糖骨架阿 糖基单元取代方式而言，阿糖基木聚糖制剂通常是多相的。

酚酸(包括阿魏酸)和乙酰基取代基存在于阿糖基木聚糖链上， 它们之间有一定的间隔。这些取代基在某种程度上决定了阿糖基木聚 糖的溶解性。在本发明中，将含有酚取代基(例如包括阿魏酸取代基) 的阿糖基木聚糖制剂称为“AXF”，而将含有乙酰基取代基的阿糖基木 聚糖制剂称为“AXA”。同样地，将同时含有酚取代基(例如阿魏酸取 代基)和乙酰基取代基的阿糖基木聚糖制剂在下文中称为“AXFA”。 将含有很少量酚取代基(例如阿魏酸取代基)的阿糖基木聚糖制剂称 为“AX”：当取代度在氧化胶凝所需取代度以下时，将该阿糖基木聚糖 称为“非胶凝阿糖基木聚糖”(因此该术语包括AX和AXA)。

果胶构成了另一种重要的半纤维素。除非另有说明，在本发明中 所使用的术语“果胶”广义地用来定义富含D-半乳糖醛酸的半纤维 素聚合物。许多半纤维素聚合物(但不是全部)是细胞壁组份。另外， 术语“果胶”在本发明中也狭义地用来定义所谓的“纯果胶”，纯果 胶的特征在于：在分子内存在O-(α-D-吡喃半乳糖醛酸基)-(1-2)-L 吡喃鼠李酸基键。

果胶可以根据其结构的复杂性进行再分类。一极端情况为“单一 果胶”它们是半乳糖醛酸聚糖(galacturonans)。另一极端情况为被 鼠李半乳糖醛酸聚糖II例证的“复合果胶”，其在主链中或作为支链 组份包含至少10个不同的单糖组份。中等复杂的果胶(本发明中称 之为“中间复合果胶”)包含交替的鼠李糖和半乳糖醛酸单元，而其 它的中间复合果胶具有连接至半乳糖醛酸上的萄糖醛酸支链。

复杂的和中间复杂的果胶由“光滑”区(基于线性半乳糖醛酸均 聚糖)和相当于带不同长度侧链的鼠李半乳糖醛酸聚糖骨架的“毛 状”区组成。

某些果胶(例如由藜科属植物得到的果胶，所述植物包括甜菜(例 如糖萝卜)，菠菜和饲料甜菜)被包含酚基团的羧酸(通常为取代的 肉桂酸)进行一定程度的取代。可以通过其酚取代基，使所述果胶发 生氧化交联，以生产粘性溶液或凝胶。这可通过强氧化剂(例如过硫 酸盐，参见-J.F.Thibault等人的果胶化学技术，Academic Press 1991，第7章，第119-133页)或过氧化物酶和过氧化氢的混合物(参 见Thibault等人的文章，出处同上)来实现。FR2 545 101A1也描述 了利用氧化剂(例如过氧化氢)和酶(过氧化物酶)所进行的甜菜果胶 的胶凝化。在本发明中将所述的果胶称为“胶凝果胶”。

糖萝卜果胶尤其富含阿聚糖(arabinan)。阿聚糖包含在骨架中的 β-1，5-连接的阿糖，其中还含有α-(1-＞3)或α(1-＞2)-连接的阿糖残 基，而阿糖基半乳聚糖包含在骨架中的β-1，4-连接的半乳糖，其中还 含有α-(1-＞3)或α(1-＞2)-连接的阿糖残基。

阿魏基取代基连接至阿聚糖中的阿糖和/或半乳糖上和鼠李基半 乳糖醛酸聚糖部分的阿糖基半乳聚糖侧支上。“阿魏酸”的含量根据 萃取方法改变，但通常约为0.6％。

通过部分除去阿糖残基的方法而得到的甜菜果胶可能显示出改 善的胶凝性能。因此，涉及弱酸处理和/或用α-阿糖基呋喃糖苷酶处 理的这些方法将改善果胶的胶凝性能(参见上述F.Guillon和 J.F.Thibault的文章，出处同上)。在下文将这样的果胶称为“处理 过的果胶”。

长期以来，人们都知道，在某些氧化剂(例如当添加过氧化氢时) 的存在下，某些粉的萃取物(例如麦和黑麦粉的萃取物)能形成凝胶。 这种现象在现有技术中称为“氧化胶凝”，并且有关麦粉萃取物氧化 胶凝这样的主题，有着大量的文献。根据所述的文献，凝胶将以高分 子量阿糖基木聚糖的形式产生，并且蛋白分子将变成互连和/或内部 连接(尤其是通过二阿魏酸酯桥)，例如参见Hoseney和 Faubion(1981)的谷物化学(Cereal Chem.，58：421)。

在本领域中，绝大多数的工作主要集中在自麦粉得到水溶性戊聚 糖。在这些研究中，用水(通常在室温)对麦粉进行萃取，以得到胶 凝的阿糖基木聚糖。然而，另外也已证明的是，利用不同浓度的冷氢 氧化钠，从麦粉中萃取到的水不溶性麦戊聚糖能形成凝胶 (Michniewicz等人的谷物化学67(5)：434-439(1990))。

WO93/10158描述了：根据各种麸的半纤维素材料的制备方法，以 及利用包含过氧化物(如过氧化氢)和氧酶(如过氧化物酶)的氧化体 系，由玉米衍生得到的半纤维素的氧化胶凝化作用。通过热水或弱碱 萃取，制得了用作胶凝剂的该半纤维素材料。

然而，根据某些谷类(包括麦)，通过已知方法制得的胶凝半纤 维素将形成这样的凝胶，它们对于许多用途来说将不能令人满意。所 述的凝胶通常是不透明的，相对柔软的，带颜色的(pigmented)，并且 在储存时将显示出明显的脱水收缩。这些性能限制了它们在许多潜在 应用领域(包括食品技术和医药工业)中的用途。

因此，需要由有壳谷类部分(例如谷麸)生产胶凝半纤维素的改性 方法，所述胶凝半纤维素将显示出改善的胶凝特性，并且不会出现这 些不希望的性能。

业已发现，由某些麸的半纤维素萃取物生产的凝胶，其不希望的 特性是由其中掺杂的蛋白质所造成的。在某些麸中(例如，许多麦麸 和包含残余胚乳材料的其它麸源)，所述的蛋白质以足以损害或阻止 胶凝化作用(或损害所得凝胶的物理性能)的浓度存在于其中。本发明 者发现，在进行胶凝化作用之前，大大地降低半纤维素材料中掺杂蛋 白质的含量，将使得由至今已用作麸源以外的大范围麸源(包括以前 认为难加工的或不适合用作原料的那些麸)生产胶凝半纤维素成为可 能，而且还将明显改善所得凝胶的质量。

由于认为在胶凝过程中蛋白质将起关键性作用，因此，该新发现 是特别令人惊奇的(参见Hoseney和Faubion(1981)谷物化学， 58：421，参见下文)。

因此，根据本发明，提供了一种由包含干扰量掺杂蛋白质的麸生 产胶凝半纤维素的方法，该方法包括如下步骤：从麸中萃取半纤维 素，并且在萃取之前和/或之后，除去掺杂的蛋白质。

在本发明中使用的术语“干扰量的掺杂蛋白质“指的是，麸缔合 的蛋白质浓度将足以影响由其制得的半纤维素萃取物进行氧化胶凝 化作用所生产的凝胶的质量(或阻止或损害所述半纤维素萃取物的胶 凝化作用)。通常，10％w/w或更高的蛋白质浓度(相对于麸原料总重量) 为干扰量(上面定义的术语范围之内)。掺杂蛋白质通常是麸内源性的 (即是由于研磨过程而携带的)，并且经常包含或由胚乳材料组成。 包含干扰量掺杂蛋白质的麸的例子包括：许多麦麸和一些欧州玉米 麸。在许多场合，包含干扰量掺杂蛋白质的麸为：结合有大量残余胚 乳材料的那些麸。

掺杂蛋白质无需完全除去，而只需要降至足以改善最终生产的凝 胶的胶凝特性或凝胶质量的含量。优选将掺杂蛋白质的含量降至足以 保存或改善凝胶(或萃取物胶凝化)性能的含量。例如，可将掺杂蛋 白质浓度降至约15％，14％，13％，12％，11％，10％，9％，8％， 7％，6％，5％，4％，3％，2％或1％以下。

可以通过任何常规的方法，以及本领域熟练技术人员已知的许多 合适的工艺，从麸中除去掺杂蛋白质。所述蛋白质可以在萃取之前从 麸中除去，从麸的半纤维素萃取物中除去，或从这两者中除去。

合适的除去蛋白质的方法包括：对麸进行分选，洗涤和/或筛 分。在所述的方法中，掺杂淀粉可以和掺杂的蛋白质一起除去。在所 述的(干法)工艺中，可根据其大小，从作为胚乳部分的掺杂蛋白质 麸中除去(例如通过对麸的风力分选，洗涤或筛分)。优选的是，通 过0-250μm，250-600μm，600-1000μm和/或大于1000μm的网目，对麸 进行筛分。筛分可以在筛分的麸风力分选之后进行，以除去胚乳部 分，例如通过小于600μm的网目(例如小于250μm)进行筛分。另外， 可以通过例如用热水或酸(例如pH3-6，例如约5的酸)的洗涤，从 麸中除去掺杂的蛋白质。

另外，还可以通过用蛋白酶进行处理，而从麸和/或半纤维素萃 取物中除去掺杂的蛋白质。该工艺能作为唯一的蛋白质除去步骤使 用，或者能与任何其它的方法如在本发明中所述的方法结合使用。在 所述的实施方案中，可以在蛋白酶处理之后回收麸残余物，并用热水 或酸(例如pH3-6，例如约5的酸)对残余物进行洗涤。蛋白酶处理 时间以足以改善所得凝胶的胶凝特性和/或最终凝胶质量为准，例如， 可以在例如30-80℃(例如约50℃)进行约10-120分钟(例如约1小时) 的蛋白酶处理。

另外，可通过对半纤维素萃取物进行热处理，形成蛋白质沉淀物 (例如在70-100℃，例如约95-100℃，时间可选5-60分钟，例如约20 分钟)，而从半纤维素萃取物中除去掺杂的蛋白质。优选的是，所述的 热处理包括如下步骤：对半纤维素萃取物进行热处理以形成蛋白质沉 淀物；除去沉淀物从而得到富含半纤维素的上清液；然后从富含半纤 维素的上清液中回收胶凝半纤维素。

根据本发明，可以使用的其它工艺(单独使用或与其它蛋白质除 去步骤结合使用)包括：沉淀法(例如等电沉淀)，过滤(例如利用 烟田粘土(vega clay)的超滤和/或过滤)，色谱法(例如二氧化硅水 凝胶和/或离子交换色谱法)和/或醇(例如IMS)沉淀法，例如借助 至多30％v/v的醇。特别优选的是，在pH2-5(例如约4)，利用半纤维 素萃取物的等电沉淀法。

在优选的实施方案中，本发明的方法包括如下步骤：(a)利用蛋 白酶对麸进行处理以得到麸水解液(例如在上面限定的条件下)；(b) 从步骤(a)的水解液中萃取半纤维素；(c)对步骤(b)的半纤维素萃取 物进行热处理，以形成蛋白质沉淀物；(d)除去步骤(c)的沉淀物，得 到富含半纤维素的上清液；(e)从步骤(d)的富含半纤维素的上清液中 回收胶凝半纤维素。可以在蛋白酶处理之后回收麸残余物，并用热水 或酸(例如pH3-6，例如约5的酸)对残余物进行洗涤。

优选的是，半纤维素萃取为碱萃取，例如弱碱萃取。例如，碱萃取 可以在基本上不会影响半纤维素中的多糖(例如阿糖基木聚糖)的条 件下进行。特别优选的是，利用碱金属氢氧化物，如氢氧化钠，氢氧 化钙和氢氧化钾进行碱萃取。当需要透明凝胶时，氢氧化钙是特别有 利的，这是因为氢氧化钙能容易地沉淀出的缘故。尽管通过本领域熟 知的常规试验和偏差，特别是根据所使用的麸来源，可容易地确定氢 氧化物的最佳用量，但优选其用量约为1-15％。例如，约5％浓度的氢 氧化物可用于许多麦麸，而约10％浓度的氢氧化物优选用于玉米麸。 特别优选的是，对于麦麸，使用约5％w/w的氢氧化钾。碱处理优选进 行约10-120分钟，例如约1小时。萃取可以在30-80℃(例如约60℃) 进行。

优选的是，该方法还包含如下步骤：通过醇沉淀回收胶凝半纤维 素，以及可有可无的干燥。

特别优选的方法示于简略的图1中。在该图中，“BWB”和“FWB” 分别为粗麦麸和细麦麸的缩写。“WIP”和“WSP”处理分别为水不溶 性和水溶性戊聚糖副产物处理。指向所示的蛋白质沉淀物(“PD”)的 箭头记号是另一个重要的副产物路线。在该图中示出的方法还可以包 括：在IMS中最终研磨之后的“精加工”。所述的精加工例如可以包 括：除去淀粉(例如通过包括离心作用的方法)。

胶凝半纤维素可以包含戊聚糖，例如水溶性或碱溶性的戊聚糖馏 份。特别优选的是阿糖基木聚糖，例如阿魏酸阿糖基木聚糖。对于许 多用途，胶凝半纤维素将由(或主要由)阿魏酸阿糖基木聚糖组成。

麸可以是，其中掺杂蛋白质含量高至足以干扰由此制备的(例如 如上所述通过碱萃取)半纤维素萃取物进行氧化胶凝化的任何麸。所 述的麸优选为谷物麸，例如欧州玉米麸(例如德国玉米麸)或麦麸。

另一方面，本发明涉及包含如下步骤的半纤维素凝胶的生产方 法：(a)根据权利要求1-28任一项所限定的方法制备胶凝半纤维 素；(b)然后对步骤(a)得到的半纤维素进行氧化胶凝化，从而得到半 纤维素凝胶。

本发明的方法得到了有用且重要的副产物。这些副产物包括：麸 衍生得到的淀粉，蛋白质，淀粉-蛋白质混合物以及在胶凝半纤维素 萃取之后留下的未萃取的残余物。另外，还可对最后所述的物质进行 处理(如下所述)，以得到多种可在食品工业，医药工业以及更一般 的用途中广泛使用的可溶性和不溶性的戊聚糖萃取物(例如用作粘合 剂或密封剂)。业已发现，作为本发明副产物而生产出的蛋白质具有优 异的感官质量(特别是当利用蛋白酶进行不同程度水解时)。此外，它 还具有优异的氨基酸分布(profile)并且特别有营养，在许多方面优 于明胶蛋白。不被任何理论所束服，认为本发明的蛋白质副产物包 含：由产生麸的植物的胚乳衍生得到的非存储式蛋白质。

因此，本发明的方法优选还包含如下步骤：回收从麸中除去的掺 杂蛋白质(例如水解形式的)，并且还可以包含如下步骤：回收从麸 中除去的掺杂淀粉(例如以与掺杂蛋白质混合物形式的)。

另一方面，本发明涉及蛋白质或淀粉和蛋白质混合物的制备方 法，该方法包括如下步骤：(a)提供麸(例如在权利要求28中限定的 麸)；(b)通过权利要求1-28任一项所限定的方法从麸中除去蛋白质； 并(c)回收步骤(b)中除去的蛋白质(也可能是与淀粉的混合物)；以及 (d)可选择地对步骤(c)中回收的蛋白质(以及可能有的淀粉)进行干 燥和浓缩。

另外，本发明还涉及包含本发明副产物的各种产品。所述副产物 例如可以配制成：包含本发明蛋白质副产物的食品，食品配料，食用 基料(food base)，食品添加剂或功能食品配料。

本发明的蛋白质副产物还可配制成：(a)乳化剂；(b)粘结剂；(c) 打泡剂；(d)大豆类似物；(e)牛奶类似物；(f)蛋白质分离或浓缩物； (g)调味剂；(h)脱水饮料；(i)红棕色增稠作料(roux)或roux blanc；(j)水份阻挡剂。对于某些应用，优选的是，通过在主生产线 中对麸或半纤维素萃取物进行蛋白酶处理而使蛋白质副产物至少适 当的部分水解。

另外，可以方便地以粉末形式，例如基本上无水的粉末并可任选 含有分散剂(例如葡萄糖或麦芽糖糊精)，提供胶凝半纤维素。在粉 末形式时，还可以另外包含氧化酶，氧化酶底物(例如葡萄糖)以及 可有可无的过氧化物酶补充剂，结果是，在添加水时，该物质将发生 自胶凝。

另外，还可以水溶液的形式提供本发明的胶凝半纤维素，有益的 是，该水溶液基本上不含氧。所述水溶液还可包含：氧化酶，氧化酶 底物(例如葡萄糖)以及可有可无的过氧化物酶补充剂，因此，在暴 露至氧中时也能进行自胶凝。

另外，本发明还涉及包含已氧化胶凝的本发明胶凝半纤维素的凝 胶或粘性介质。所述胶凝半纤维素可以包含交联的阿糖基木聚糖，或 由阿糖基木聚糖组成。

另外，本发明还涉及包含本发明半纤维素材料的医药或美容制 剂，或医疗装置。所述制剂或装置例如可选自：伤口填料，伤口敷料， 伤口清除体系，可控释放装置，包囊的药品或药物，洗剂，乳剂，栓 剂，子宫托(pessary)，喷雾剂，人造皮肤，保护膜；neutraceutical， 假体，整形基料，眼的嵌入物；注射剂，润滑剂或细胞植入物。在所 述的实施方案中，所述的材料即本发明的凝胶或粘性介质还可以包含： 抗生素，电解质，细胞，组织，细胞抽提物，颜料，染料，放射性同位素， 标记物，显影剂，酶，协同因子，荷尔蒙，细胞活素(cytokine)，疫苗， 生长因子，蛋白质(例如治疗性蛋白质)，变应原，半抗原，抗原(例如敏 感性试验)，抗体，油，解热镇痛剂和/或消炎剂(例如NSAID)。

另外，本发明还涉及将本发明的材料用于治疗，手术，预防或诊断， 例如，用于表面(例如皮肤或隔膜损伤，例如烧伤，擦伤或溃疡)处理。

在特别优选的实施方案中，本发明涉及例如呈喷雾剂形式的包含 本发明材料的伤口敷料。所述的伤口敷料特别适用于治疗烧伤，所述 敷料良好的保水性能将有助于防止伤口的干燥。在所述应用中，特别 优选的是与空气中的氧接触时将发生胶凝的本发明的自胶凝液体。所 述的组合物能以在气密容器中不含氧液体的形式提供，该组合物可喷 至皮肤上，于是在暴露至空气中时该液体将发生胶凝。可有益地配制 所述的组合物，以便在暴露至氧中时产生微微过量的过氧化氢，结果 是，获得了促进愈合的灭菌、抗菌、抑菌和/或净化作用。

另外，本发明还涉及包含本发明材料和凝胶的吸水尿布，尿布， 失禁垫，卫生毛巾，塞子和短内裤衬垫，以及日用和工业用清洗或液 体(例如水)回收操作(例如在石油工业中)。

另外，本发明的凝胶能以水合或脱水片材或小球的形式提供，用 于身体的内表面或外表面，例如在腹部手术期间防止粘连。其它实例 包括酶固定体系和酿造添加剂。本发明另外还涉及包含本发明的材 料，凝胶或粘性介质的面包改进剂。

此外，本发明还涉及包含本发明的材料，凝胶或粘性介质的食 品，饮食纤维源，食品配料，添加剂，润滑剂，补充剂或食品调味品。 所述产品优选选自：面包心，藻酸盐代用品，酪农干酪，气溶胶面层 (aerosol toppings)，冻结酸奶，牛奶饮料，冰淇淋，低热量产品如 调味品和果冻，稀面糊，蛋糕混合物，冷冻小片，粘合剂，肉汁意大 利面食，面糊，面条，生面团，比萨饼面层，酱油，蛋黄酱，果酱， 防腐剂，制成罐头或果酱或果子冻的水果，泡菜调味品，水果饮料， 糖浆，面层和糖果(例如糖果的软质夹心)，动物食品(其中凝胶例 如起粘合剂的作用)，香味释放剂，罐头凝胶，脂肪代用品(例如包 含所述权利要求任一项的浸软凝胶)，包衣，釉，诱饵，肉中的粘合 剂和肉类似产品(例如素食产品)，明胶代用品或乳制品或配料(例 如酸乳添加物)。当用作脂肪代用品时，优选将本发明的凝胶浸软， 使其口感和脂肪模拟性能变得最佳。

另外，本发明还找到了由除麸以外的来源萃取胶凝半纤维素的用 途，所述来源可以包含干扰量的掺杂蛋白质。本发明可以用来萃取基 本上所有的半纤维素(在前面定义的范围内)。特别是，半纤维素可 以是阿糖基木聚糖，杂木聚糖或果胶。此外，用于本发明的半纤维素 还可以是合成半纤维素(即，通过化学/酶合成或改性体外合成的天 然存在半纤维素的结构类似物)。另外，也可以使用阿糖基木聚糖， 杂木聚糖和果胶。在阿糖基木聚糖中，特别优选的是：AXFA，AXF，AXA 和AX。

另外还适用于本发明的有：果胶，包括纯果胶，单一果胶，复合 果胶，中等复合果胶和胶凝果胶(例如由藜科属植物得到的果胶，所 述植物包括甜菜(例如糖萝卜)，菠菜和饲料甜菜)。特别优选的是糖 萝卜果胶(例如糖萝卜浆)。另外也可用于本发明的是加工过的果胶 (如前所述)。

可以用作本发明原料的除麸以外的来源的例子包括：非纤维素， 非淀粉的植物多糖。因此，本发明的方法在加工特别是戊聚糖，果胶 和树胶中找到了用途。

包含半纤维素且可用于本发明方法的合适的原料通常包括：各种 植物材料以及它们的任何部分或组份。

可用作本发明原料的植物材料包括：木质和非木质植物(特别是 单子叶植物)的叶和茎，以及禾本科植物的草类。特别优选的是：禾 木科农业残留物，即在收后籽之后留下的支承谷物的草类植物部分。 所述的残留物包括：作物的茎杆(例如小麦，燕麦，稻，大麦，黑麦， 荞麦和亚麻的茎杆)，玉米杆，玉米穗轴和玉米皮。

其它合适的原料包括草类，如大草原草类，摩擦禾属和狐尾草。 其它合适的来源包括：双子叶植物如木质双子叶植物(例如，树和灌 木)以及豆科植物。

另一优选的来源是：水果，根和块茎(植物学意义上使用的)。 术语“水果”包括：含籽成熟植物的果核(或其集团)，以及成熟时 可以被融合的任何邻近部分。术语“水果”还包括：单一的干果(小 囊，豆类，蒴果，瘦果，谷粒，翅果和坚果(包括栗子，菱角，马栗 等)，单一的新鲜水果(浆果，核果，人造浆果，和梨果)，集合水果 和复合水果。术语“水果”还包括：包含或与水果连接的任何残余物 或改性的叶和花部分(如苞片)。包含在该定义内的水果还有：谷类 的颗粒和其它种籽。另外，还可用作原料的是：实果组分，包括麸， 籽壳和茎秆，包括麦芽茎秆。“麸”是谷物的组成并定义为在对谷物 籽加工期间得到的部分，并且包含如从碎粉和粗粉中分离出的木质纤 维素的籽包衣。其它适用作原料的合适的组成部分包括：碎粉和粗粉 (特别是谷物的碎粉和粗粉，并且包括非木质的籽壳，如燕麦和稻的 苞片)。

术语“根”通常定义为：起吸收、换气和/或养料储存作用或固 定或支撑机构作用的植物体的地下部分。它不同于无节的茎，芽和 叶。术语“块茎”定义为在侧端或末端上带有芽的地下茎(生殖根) 的扩展部分。

优选的木质纤维素原料包括：由作物材料的工业加工得到的废溢 流组份，如各种甜菜根及其浆(包括糖萝卜浆)，柑橘属果树的水果 浆，木浆，水果壳，非木质籽壳和谷物麸。合适的谷物源包括：玉米， 大麦，小麦，燕麦，稻，其它的来源包括豆类(例如大豆)，豆荚和 水果。

其它合适的原料包括：花粉，树皮，木刨花，水生植物，海洋植 物(包括海藻)，渗出物，培养组织，合成树胶，果胶和植物粘浆。

特别优选的原料是：有壳植物材料，例如，有壳植物废料(优选 包含至少约20％的阿糖基木聚糖和/或萄糖醛酸基阿糖基木聚糖)。

所述原料可以在其收割时直接进行处理，或(更通常的是)进行 某些预处理)。通常的预处理步骤包括：剁碎，研磨，清洁，洗涤， 筛分，筛分等。

应用

本发明的半纤维素产物(即凝胶，脱水凝胶，再水化的脱水凝胶， 非胶凝的半纤维素，胶凝(但未胶凝的)半纤维素和各种液体有各种 各样的用途，如用于治疗，手术，预防，诊断和化妆品(如皮肤护理)。

例如，可将上述的材料配制成医药或化妆制剂，或医药装置，例 如可选自：伤口填料，伤口敷料，伤口清除体系，可控释放装置，包 囊的药品或药物，洗剂，乳剂(例如面霜)，栓剂，喷雾剂，人造皮 肤，保护膜，neutraceutical，假体，整形基料，眼的嵌入物；注射 剂，润滑剂或细胞植入物。非胶凝，胶凝和胶凝了的半纤维素(例如 AX，AXF和胶凝的AXF)特别适用作：保持肠壁衬料完整性的制剂，和涂 覆胃肠道腔壁的制剂。因而，它们可以在动物饲料中以及在治疗胃肠 疾病中找到特定的用途。

在所述的实施方案中，本发明的材料，凝胶或粘性介质还可以包 含：抗生素，电解质，细胞，组织，细胞抽提物，颜料，染料，放射性同位 素，标记物，显影剂，酶，协同因子，荷尔蒙，细胞活素(cytokine)，疫 苗，生长因子，蛋白质(例如治疗性蛋白质)，变应原，半抗原，抗原(例 如敏感性试验)，抗体，油，解热镇痛剂和/或消炎剂(例如NSAID)。

因此，上述材料可用于治疗，手术，预防或诊断，例如，用于表面 (例如皮肤或隔膜损害，例如烧伤，擦伤或溃疡)的治疗。在特别优选的 实施方案中，本发明涉及例如呈喷雾剂形式的包含本发明上述材料的 伤口敷料。所述的伤口敷料特别适用于治疗烧伤，所述敷料良好的保 水性能将有助于防止伤口的干燥。

在所述应用中，特别优选的是与空气中的氧接触时将发生胶凝的 包含胶凝半纤维素(辅加有葡萄糖和过氧化物酶和/或氧化酶)的自 胶凝液体。所述的组合物能以在气密容器中不含氧液体的形式提供， 该组合物可喷至皮肤上，于是在暴露至空气中时该液体将发生胶凝。 可有益地配制所述的组合物，以便在暴露至氧中时产生微微过量的过 氧化氢，结果是，获得了有促进愈合的灭菌、抗菌、制菌和/或净化 作用。

另外，本发明还涉及包含上述材料的吸水尿布，尿布，失禁垫， 卫生毛巾，塞子和短内裤衬垫，以及日用和工业用清洗或液体(例如 水)回收操作(例如在石油工业中)。

另外，本发明的凝胶能以水合或脱水片材或小球的形式提供，用 于身体的内表面或外表面，例如在腹部手术期间防止粘连。

其它的应用包括：酶固定体系，酿造添加剂和面包改进剂。

此外，本发明还涉及包含本发明的材料，凝胶或粘性介质的食 品，纤维源，食品配料，添加剂，润滑剂，补充剂或食品调味品。所 述产品优选选自：面包心，藻酸盐代用品，酪农干酪，气溶胶面层 (aerosol toppings)，冻结酸奶，牛奶饮料，冰淇淋，低热量产品如 调味品和果冻，稀面糊，蛋糕混合物，冷冻小片，粘合剂，肉汁意大 利面食，面条，生面团，比萨饼面层，酱油，蛋黄酱，果酱，防腐剂， 制成罐头或果酱或果子冻的水果，泡菜调味品，水果饮料，混浊饮料 糖浆，面层和糖果(例如糖果的软质夹心)，动物食品(其中凝胶例 如起粘合剂的作用)，香味释放剂，罐头凝胶，脂肪代用品(例如包 含浸软凝胶)，包衣，釉，诱饵，肉中的粘合剂和肉类似产品(例如 素食产品)，食用添加剂，明胶代用品或乳制品或配料(例如酸乳添 加物)。

当用作脂肪代用品时，优选将本发明的凝胶浸软，使其口感和脂 肪模拟性能变得最佳。

未胶凝的可胶凝半纤维素和非胶凝半纤维素特别可用作：可生物 降解的胶和粘合剂，例如用于造纸工业和包装工业。

非胶凝半纤维素(例如，AX)也可特别地用作稳定剂，增稠剂和明 胶代用品。当用于例如多泡沫含奶油的甜点和其它乳制品中时，它们 具有优异的口感和质地(texture)。

未胶凝的(但可胶凝的)半纤维素(例如，AXF)可特别地用作 混浊剂(例如在饮料)，用作成膜剂(例如水份阻挡剂)，釉，食品粘 合剂和其它功能食品配料。

在使用之前通常要对纤维素纤维进行漂白。它具有高的保水能 力，而且可以对分散体进行剪切，从而生产出高粘性的糊状物。本发 明的这种(副)产品的特别优选的用途包括：调味品(例如用作改性 的淀粉代用品)，酸乳和包衣(尤其是糊状物)，其中所述的(副)产品可 起松脆剂的作用。

业已发现，作为本发明的(副)产物具有优异的感官质量(特别是 当利用蛋白酶进行不同程度水解时)。此外，它还具有优异的氨基酸 分布(profile)并且特别有营养，在许多方面优于明胶。不被任何理 论所束服，认为由包含麸的上述原料衍生得到的本发明的蛋白质(副) 产物包含：由产生麸的植物的胚乳衍生得到的非存储式蛋白质。

本发明的(副)产品可以配制成：(a)乳化剂；(b)粘结剂；(c)打 泡剂；(d)大豆类似物；(e)牛奶类似物；(f)蛋白质分离或浓缩物； (g)调味剂；(h)脱水饮料；(i)红棕色增稠作料或roux blanc；(j) 水份阻挡剂。对于某些应用，优选的是，通过在主生产线中对原料(例 如麸)或半纤维素萃取物进行蛋白酶处理而使蛋白质副产物至少适当 的部分水解。

另外，本发明的各种其它的副产品(包括β-萄聚糖，淀粉，蛋白质， 纤维素，酚萃取物，木素，蜡，角质素和/或木栓质)可用作食品，食品配 料，食用基料，食品添加剂或功能食品配料。另外，它们还可以在各种 治疗(特别是伤口治疗)中找到用途。

在本发明的最后方面，特别优选的是本发明的酚萃取物，所述酚 萃取物也可用作调味剂(例如香草调味剂)。

特别是，某些酚萃取物和/或蜡，角质素和/或木栓质可用作杀 虫剂或作物保护剂。

下面将参考实施例对本发明进行更为详细的说明，所述实施例只 是说明性的并不构成对本发明范围的限定。

实施例1

将10升乙酸钠缓冲剂(pH5，0.02M)在50℃进行预平衡，并添加 10ml液体蛋白酶(ProfixTM)。

将1kg细麦麸添加至该酶溶液中，并对该悬浮液剧烈混合60分钟， 保持在50℃。然后用200μm的筛对麸残留物进行洗涤，并用3升热水 进行漂洗。排出洗涤物并回收麸残留物。

然后再将洗涤过的麸残留物悬浮于5升、60℃的乙酸钠缓冲剂 (pH5，0.02M)中，并连续进行混合，保持在60℃。然后添加25gKOH小 片，并在60℃连续混合60分钟。

60分钟之后，用乙酸将混合物中和至pH7，并过滤回收液体。然后 搁置该混合物，同时将形成沉淀物。另外，可对混合物进行离心分离。 回收透明、深金棕色上清液。

然后，用乙酸和将上清液的pH调至pH4.8并添加1.5体积的 IMS。再添加乙酸将pH保持在4.8。

然后，通过离心作用和溶剂交换回收多糖，并用丙酮使多糖脱 水。另外，也可以使用任何其它合适的多糖萃取方法。

通过该方法生产出的胶凝半纤维素，在低浓度时为稳定的透明凝 胶。

实施例2

重复实施例1所述的步骤，所不同的是在回收多糖之后，把萃取 物加热至50℃(如果需要分散的话)，然后将温度保持在95-100℃为 时20分钟。这将使通过离心作用(或任何其它合适的分离方法)取出 的残留蛋白质改变性质。

通过该方法生产的胶凝半纤维素，在低浓度时为稳定的透明凝 胶。

实施例3

重复实施例1的步骤，所不同的是紧接在回收多糖之前，将萃取 物加热至50℃(如果需要分散的话)，然后在95-100℃保温20分钟。 这将使通过离心作用(或任何其它合适的分离方法)取出的残留蛋白 质改变性质。

通过该方法生产的胶凝半纤维素，在低浓度时为稳定的透明凝 胶。

实施例4

通过1.0mm，600μm和250μm筛的机械搅拌，对烤箱干燥的欧州玉 米麸进行分选。每种干物质的大小分布如下：

(a)0-250μm                     26％

(b)251-600μm                   18％

(c)601μm-1.0mm                 29％

(d)＞1.0mm                      27％

不被理论所束服，认为，最小颗粒大小的馏分(a)是淀粉。

然后，再对占原料56％的最大的两个馏分(c和d)进行分选，这将 分离出得自麸颗粒中的玉米胚乳的固体颗粒。清洁的麸颗粒占筛分馏 分(c和d)的85％，即占原料的48％。

然后，使清洁麸颗粒的尺寸变小，直至它们通过250μm的筛为止， 然后将该清洁的麸用于萃取。

利用麸的10％w/v的分散体和10％w/wKOH：清洁麸(1％w/vKOH)进行 萃取。通过在70℃混合1小时进行萃取，然后用乙酸将悬浮液中和至 pH7。结果发现，在过氧化物/过氧化物酶的存在下，该液体粗萃取物的 等分试样将发现胶凝，从而得到不透明的红色/棕色凝胶。

将萃取物放置约30分钟，并利用Whatman40号滤纸将液体和固体 分离。回收液相，并pH调节至4.8，并将1.5体积的IMS添加至沉淀 的多糖中。然后将pH调节至5并将试样放置小时。

通过利用IMS的溶剂交换，最终利用丙酮在70℃进行的脱水而回 收固体AXF。当配制成pH7的1％溶液时，在添加过氧化物/过氧化物酶 时，脱水的产品将形成一透明的凝胶。

实施例5

将粗麦麸筛分至500-1700μm的网目大小，以除去淀粉。将300 克筛分过的麸添加至3500ml热(70℃)的0.025M乙酸钠-乙酸缓冲剂 (pH5)中。添加15克KOH(以麸计5％w/w)并在70℃对悬浮液搅拌60 分钟。用冰醋酸将萃取物中和至pH7，通过细软纱布进行过滤并用 400ml热水(70℃)对滤饼进行洗涤。

然后，用浓盐酸将滤液的pH调节至4，并在4℃冷却2小时，然后 在室温放置过夜，在此期间，将析出蛋白质沉淀物。对悬浮液进行离心 分离(4000rpm，30分钟，4℃)。对球状物(蛋白质沉淀物)进行冷冻并 进行冷冻干燥。

用浓盐酸或40％w/vKOH将上清液的pH调节至4.87，并利用1.5 体积99％的IMS使阿糖基木聚糖沉淀出。然后用浓盐酸将pH调节至 4.87。用99％的IMS对沉淀物进行三次滴定，通过PropexTM93K进行过 滤并进行真空干燥。

在添加过氧化物/过氧化物酶时，产品的2％水溶液将形成一透 明、非脱水的凝胶。在所述2％溶液离心作用(4000rpm，30分钟)之后， 将得到同样的凝胶，尽管这些凝胶与没有经离心作用的溶液得到的凝 胶相比，淀粉含量更低。

实施例6

将细麦麸筛分至500-1000μm的网目，以除去淀粉。将300克筛分 过的麸添加至3000ml热(70℃)的0.025M乙酸钠-乙酸缓冲剂(pH5) 中。添加15克KOH(以麸计5％w/w)并在70℃对悬浮液搅拌60分钟。 用冰醋酸将萃取物中和至pH7，通过细软纱布进行过滤并用400ml热 水(70℃)对滤饼进行洗涤。

然后，用浓盐酸将滤液的pH调节至4，并在4℃冷却1小时，然后 在室温放置过夜，在此期间，将析出蛋白质沉淀物。对悬浮液进行离心 分离(4000rpm，30分钟，4℃)。对球状物(蛋白质沉淀物)进行冷冻并 进行冷冻干燥。

用浓盐酸或40％w/vKOH将上清液的pH调节至4.87，并利用1.5 体积99％的IMS使阿糖基木聚糖沉淀出。然后用浓盐酸将pH调节至 4.87。用99％的IMS对沉淀物进行三次滴定，通过PropexTM93K进行过 滤并进行真空干燥。

在添加过氧化物/过氧化物酶时，产品的2％水溶液将形成一透 明、非脱水的凝胶。在所述2％溶液离心作用(4000rpm，30分钟)之后， 将得到同样的凝胶，尽管这些凝胶与没有经离心作用的溶液得到的凝 胶相比，淀粉含量更低。

实施例7

将粗麦麸筛分至500-1700μm的网目大小，以除去淀粉。将9.78 公斤筛分过的麸添加至115升热(70℃)的0.025M乙酸钠-乙酸缓冲剂 (pH5)中。添加0.489公斤KOH(以麸计5％w/w)并在70℃对悬浮液搅 拌60分钟。用冰醋酸将萃取物中和至pH7，通过细软纱布进行过滤并 用10升热水(70℃)对滤饼进行洗涤。

然后，用浓盐酸(0.9升)将滤液的pH调节至4，并在室温放置过 夜，在此期间，将析出蛋白质沉淀物。滗出上清液(31升)，并对剩下的 液体和蛋白质沉淀物(78升)进行离心分离(400rpm，30分钟)。将该 上清液与原始上清液混合，从而得到总体积为94升的上清液。对球状 物(蛋白质沉淀物)进行冷冻并进行冷冻干燥。

用40％w/vKOH将上清液的pH调节至4.87，并利用1.5体积99％ 的IMS使阿糖基木聚糖沉淀出。然后用浓盐酸将pH调节至4.87。用 99％的IMS对沉淀物进行三次滴定，通过PropexTM93K进行过滤并进行 真空干燥。

在添加过氧化物/过氧化物酶时，产品的2％水溶液将形成一透 明、非脱水的凝胶。

实施例8

将上面实施例7萃取得到的滤饼悬浮于115升热水(70℃)中。添 加1.725公斤KOH(1.5％w/v)并在70℃对悬浮液搅拌1小时。通过两 个厚度的细软纱布对25升等分试样的萃取物进行过滤，并用热水(70 ℃)对滤饼进行洗涤，从而得到将进一步处理的滤液和洗涤物(参见下 面实施例9)。

将洗涤出的固体悬浮于冷水中，并用冷水将总体积补偿至901。 添加15升35％v/v的H202(相当于在pH调节之后13％v/v的最终浓度) 并用40％w/vKOH(10升)将pH调节至12.2，并在室温对悬浮液搅拌2 小时，然后添加0.5体积99％的IMS，并在不搅拌下于室温反应过夜。 用浓盐酸(9升)将悬浮液的pH调节至9，并通过两个厚度的细软纱布 对25升的等分试样进行过滤。用5升热水(70℃)对每个滤饼进行洗 涤，将各滤饼混合，并再次悬浮于热水(70℃)中，并用热水补偿至75 升的总体积。利用浓盐酸(0.051)将悬浮液酸化至pH5，通过两个厚度 的细软纱布进行过滤，并用5升热水(70℃)对固体洗涤两次，然后再 用5升冷水洗涤一次。对洗涤产品进行冷冻并进行冷冻干燥，作为副 产品，例如可用途功能食品的配料。

实施例9

用浓盐酸将实施例8的滤液和洗涤物的pH调节至5。通过添加 1.5体积90％的IMS，沉淀出产品。用90％的IMS对沉淀物滴定两次， 然后再用99％的IMS滴定一次，通过PropexTM93K进行过滤并进行真空 干燥。产品例如可用作粘合剂。

实施例10

将细麦麸筛分至500-1000(m的网目，以除去淀粉。将11.5公斤 筛分过的麸添加至115升热(70℃)的0.025M乙酸钠-乙酸缓冲剂 (pH5)中。添加0.575公斤KOH(以麸计5％w/w)并在70℃对悬浮液搅 拌60分钟。用冰醋酸(0.221)将萃取物中和至pH7，通过细软纱布进 行过滤并用10升热水(70℃)对滤饼进行洗涤。

然后，用浓盐酸(1.01)将滤液的pH调节至4，并在室温放置过夜， 在此期间，将析出蛋白质沉淀物。上清液太混浊以致无法滗析，因此， 对整个悬浮液进行离心分离(4000rpm，30分钟)。对球状物(蛋白质沉 淀物)进行冷冻并进行冷冻干燥。

用40％w/vKOH上清液的pH调节至4.87，并利用1.5体积99％ 的IMS使阿糖基木聚糖沉淀出。然后用浓盐酸将pH调节至4.87。用 99％的IMS对沉淀物进行三次滴定，通过PropexTM93K进行过滤并进行 真空干燥。

在添加过氧化物/过氧化物酶时，产品的2％水溶液将形成一透 明、非脱水的凝胶。

实施例11

将上面实施例10萃取得到的滤饼悬浮于115升热水(70℃)中。 添加1.725公斤KOH(1.5％w/v)并在70℃对悬浮液搅拌1小时。通过 两个厚度的细软纱布对25升等分试样的萃取物进行过滤，并用热水 (70℃)对滤饼进行洗涤，从而得到将进一步处理的滤液和洗涤物(参 见下面实施例9)。

将洗涤的固体悬浮于冷水中，并用冷水将总体积补偿至100升。 添加3.45升35％v/v的H2O2(相当于在pH调节之后3％v/v的最终浓度) 并用40％w/vKOH将pH调节至12.2，并用热水(70℃)将总体积补偿至 115升。在70℃对悬浮液搅拌2小时，然后在不搅拌下于室温放置过 夜。并通过两个厚度的细软纱布对25升的等分试样进行过滤。用热 水(70℃)对每个滤饼进行洗涤，将各滤饼混合，并再次悬浮于热水(70 ℃)中，并用热水补偿至75升的总体积。利用浓盐酸将悬浮液酸化至 pH5，通过两个厚度的细软纱布进行过滤，并用5升热水(70℃)对固体 洗涤两次，然后再用5升冷水洗涤一次。对洗涤产品进行冷冻并进行 冷冻干燥，作为副产品，例如可用途功能食品的配料(例如用作食品增 稠剂或脂肪代用品。

实施例12

用浓盐酸将实施例1升的滤液和洗涤物的pH调节至5。通过添 加1.5体积90％的IMS，沉淀出产品。用90％的IMS对沉淀物滴定两次， 然后再用99％的IMS滴定一次，通过PropexTM93K进行过滤并进行真空 干燥。产品例如可用作粘合剂。

实施例13

对德国玉米麸进行筛分以除去淀粉，并在掺混机中进行研磨。将 40克筛分过的麸悬浮于400ml热(70℃)的0.025M乙酸钠-乙酸缓冲 剂(pH5)中。添加3.6公斤KOH(以麸计9％w/w)并在70℃对悬浮液搅 拌60分钟。用冰醋酸将萃取物中和至pH7，通过细软纱布进行过滤。

然后，用冰醋酸将滤液的pH调节至4.87，并在室温使不溶物沉 淀过夜，然后进行离心分离(4000rpm，30分钟)。对粒料(蛋白质沉淀 物)进行冷冻并进行冷冻干燥。

将上清液的pH调节至4.87，并利用1.5体积99％的IMS使阿糖基 木聚糖沉淀出。将冰醋酸添加至IMS液中，使最终重量摩尔浓度为 0.2M。用99％的IMS对沉淀物(认为包含阿魏酸阿糖基木聚糖)进行三 次滴定，通过PropexTM93K进行过滤并进行真空干燥。

在添加过氧化物/过氧化物酶时，产品的2％水溶液将形成一稳 定的、透明、非脱水的凝胶。