(57)【要約】活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法が提供される。これらの方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）塩酸および／または硫酸を混合物に添加して、混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス材料を形成すること；（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）混合物から活性化ペクチン含有バイオマス材料を分離すること；を含む。アルコールは、一般に、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント超の量で混合物中に存在する。活性化ペクチン含有バイオマス組成物も提供される。
2021532734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、当該方法は、
（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（Ｂ）前記出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）塩酸を前記混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、前記出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、前記不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の前記混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の前記活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の前記混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の前記活性化中に、適用すること；および
（Ｄ）前記混合物から前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含み、
前記方法の間、前記混合物中に存在する前記アルコールは、前記混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上である、方法。
【請求項２】
約３重量％〜約３７重量％の塩酸を含む酸性溶液が、ステップ（Ｂ）で前記混合物に添加される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、当該方法は、
（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（Ｂ）前記出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）硫酸を前記混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、前記出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、前記不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の前記混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の前記活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の前記混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の前記活性化中に、適用すること；および
（Ｄ）前記混合物から前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含み、
前記方法の間、前記混合物中に存在する前記アルコールは、前記混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上である、方法。
【請求項４】
約５重量％〜約２０重量％の硫酸を含む酸性溶液が、ステップ（Ｂ）で前記混合物に添加される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、当該方法は、
（ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（ｂ）ステップ（ａ）の前記混合物を処理して、前記出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を前記出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１ｇ当たり約６ｍｇ以下に減少させて、カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を形成すること；
（ｃ）前記カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を、硫酸および／またはリン酸を前記混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと約４０℃より高い温度に加熱することによって、ステップ（ｂ）の前記混合物中の前記カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、前記不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（ｄ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（ａ）の前記混合物に、（ｉｉ）ステップ（ｂ）中に、（ｉｉｉ）ステップ（ｃ）の前記活性化中に、または（ｉｖ）それらの任意の組み合わせで、適用すること；および
（ｅ）前記混合物から前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；
を含む、方法。
【請求項６】
約５重量％〜約２０重量％の硫酸を含む酸性溶液が、ステップ（c）で前記混合物に添加される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｂ）で前記混合物を処理することは、前記混合物を硝酸で前洗浄して、前記混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前に前記混合物から前記硝酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）で前記混合物を処理することは、前記混合物をクエン酸で前洗浄して、前記混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前に前記混合物から前記クエン酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｂ）で前記混合物を処理することは、前記混合物を塩酸で前洗浄して、前記混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前に前記混合物から前記塩酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ（ｂ）で前記混合物を処理することは、前記混合物をリン酸で前洗浄して、前記混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前に前記混合物から前記リン酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、請求項５または６に記載の方法。
【請求項１１】
前記前洗浄は、約２０℃〜約８０℃の前洗浄温度で行われる、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法の間、前記混合物中に存在する前記アルコールは、前記混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上である、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法の間、前記混合物中に存在する前記アルコールは、前記混合物の総重量に基づいて約４０重量パーセント以上である、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記機械的エネルギーを適用することが、前記混合物中の前記出発ペクチン含有バイオマス材料をその繊維状構造に変化させることをさらに含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記可溶性ペクチン成分が、前記出発ペクチン含有バイオマス材料から実質的に抽出されない、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
ポンプ、プレート精砕機、ディスク精砕機、押出機、ローブポンプ、遠心ポンプ、ホモジナイザーまたはそれらの任意の組み合わせが、前記機械的エネルギーを適用するために用いられる、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記機械的エネルギーが、前記出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１キログラム当たり約８００ｋＪ以上、約１２００ｋＪ以上または約１９００ｋＪ以上である、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記機械的エネルギーが、前記混合物１キログラム当たり約３６ｋＪ以上、約４０ｋＪ以上または約６０ｋＪ以上である、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物が、約１．２以上、約２以上、約２．５以上、約１．２〜約４．５、約２〜約４．５または約２．５〜約４．５のコイルオーバーラップパラメーターを有する、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記温度は、約１５〜約６０分または約２０分〜約６０分の期間、約４５〜約８０℃または約６０〜約８０℃である、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記混合物から前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離することは、前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物のｐＨを約２．５〜約９または約３．５〜約４．５に調節することをさらに含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
分離した前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を乾燥すること、ミリングすることまたは乾燥とミリングすることの両方をさらに含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記出発ペクチン含有バイオマス材料が、柑橘類から得られる、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記出発ペクチン含有バイオマス材料が、
オレンジの皮、レモンの皮、ライムの皮、グレープフルーツの皮、タンジェリンの皮またはそれらの任意の組み合わせを含む柑橘類の皮；および／または
オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクルまたはそれらの任意の組み合わせを含む柑橘類のベシクル；を含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記出発ペクチン含有バイオマス材料が、アルコール洗浄した柑橘類の皮を含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物が、約５０パーセント以上または約６０パーセント以上の前記可溶性ペクチン成分のエステル化度を有する、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、ブルックフィールド粘度計を使用して温度２５℃およびｐＨ４．０の２重量％水溶液中で測定したとき、約１５０ｍＰａ・ｓ〜約３５００ｍＰａ・ｓの見かけ粘度を有する、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１４ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇまたは約１４ｇ／ｇ〜約２７ｇ／ｇの水結合能力を有する、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約２０重量％〜約５５重量％または約２０重量％〜約４５％重量の量で前記可溶性ペクチン成分を含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、脱イオン水中の１重量％溶液において、約２．５〜約９または約２．５〜約５．５のｐＨを有する、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約５０ｍＰａ・ｓ〜約３００ｍＰａ・ｓ、約１００ｍＰａ・ｓ〜約２２０ｍＰａ・ｓ、約１１０ｍＰａ・ｓ〜約２１０ｍＰａ・ｓまたは約１４０ｍＰａ・ｓ〜約２００ｍＰａ・ｓのクイック粘度（Ｑｖｉｓｃ）を有する、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記カルシウム含有量は、約５ｍｇ／ｇ以下、約４ｍｇ／ｇ以下、約３ｍｇ／ｇ以下または約２ｍｇ／ｇ以下に減少される、請求項５〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
カルシウムを結合するためにおよび／または前記カルシウム含有量を減少させるために、ならびに前記クイック粘度を増加させるために、前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を後処理するステップをさらに含む、前請求項のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前請求項のいずれか１項に記載の方法によって調製される、活性化ペクチン含有バイオマス組成物。
【請求項３５】
セルロース材料を含む不溶性繊維成分；および
易溶性ペクチンを含む可溶性ペクチン成分；を含む、請求項３４に記載の組成物。
【請求項３６】
前記不溶性繊維成分および前記可溶性ペクチン成分が、液体が前記易溶性ペクチンにアクセスすることを可能とする開いた構造を形成する、請求項３５に記載の組成物。
組成物。
【請求項３７】
約８０〜約４５重量％の不溶性繊維成分と、約２０〜約５５重量％の可溶性ペクチン成分とを含む、請求項３５または３６に記載の組成物。
【請求項３８】
食品成分である、請求項３４〜３７のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３９】
ペクチン抽出のための出発材料として使用される、請求項３４〜３７のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項４０】
請求項３４〜３９のいずれか１項に記載の組成物を含む、製品。
【請求項４１】
請求項１〜３３のいずれか１項に記載の方法において、前記出発ペクチン含有バイオマス材料の前記カルシウム含有量を減少させるための酸の使用。
【請求項４２】
前記酸は、硝酸、塩酸、クエン酸、リン酸またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項４１に記載の使用。
【請求項４３】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、当該方法は、
（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（Ｂ）前記出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）酸を前記混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、前記出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、前記不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の前記混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の前記活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の前記混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の前記活性化中に、適用すること；および
（Ｄ）前記混合物から前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含み、
前記方法の間、前記混合物中に存在する前記アルコールは、前記混合物の総重量に基づいて約３５重量％以上であり、
前記出発ペクチン含有バイオマス材料は、オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクルまたはそれらの任意の組み合わせを含む柑橘類のベシクルを含む、方法。
【請求項４４】
前記酸は、硝酸、塩酸、硫酸、クエン酸、リン酸またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１４ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇ、約２０ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇまたは約４０ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇの水結合能力を有する、請求項４３または４４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
食物繊維または繊維食料は、植物に由来する食物の消化しにくい部分である。食物繊維を多く含む食物を摂取すると、食欲が減ることがわかっている。食物繊維は、可溶性繊維と不溶性繊維で構成されている。水に溶ける可溶性繊維は、結腸で容易に発酵してガスと生理活性副産物になり、プレバイオティクスで粘性があることがある。水に溶けない不溶性繊維は、代謝的に不活性であり、バルキングをもたらす、またはプレバイオティクスであり、大腸で代謝的に発酵することができる。
【０００２】
食物繊維は、胃腸管の内容物の性質を変えることにより、および他の栄養素および化学物質が吸収される方法を変えることにより作用することができる。あるタイプの可溶性繊維は、水を吸収して、ゼラチン状の粘性物質となり、これは消化管内の細菌によって発酵する。あるタイプの不溶性繊維は、バルキング作用があり、発酵しない。主要な食物不溶性繊維源であるリグニンは、可溶性繊維の割合と代謝を変え得る。他のタイプの不溶性繊維、特に難消化性デンプンは、完全に発酵する。
【０００３】
化学的に、食物繊維は、アラビノキシランなどの非デンプン多糖類、セルロースならびに難消化性デンプン、難消化性デキストリン、イヌリン、リグニン、ワックス、キチン、ペクチン、ベータグルカンおよびオリゴ糖などの多くの他の植物成分からなる。米国農務省では、機能性繊維を食事に含まれる可能性のある分離した繊維源として含めるという新しい見解が採用された。多くのタイプのいわゆる食物繊維は実際には繊維状ではないため、用語「繊維」は、間違った呼び名である。
【０００４】
食物繊維の食物源は、それらが主に可溶性繊維を提供するか不溶性繊維を提供するかによってしばしば分けられる。植物性食品には、植物の特性に応じて、両方のタイプの繊維がさまざまな程度で含まれている。
【０００５】
繊維を摂取する利点は、可溶性繊維の発酵中の健康的な化合物の生産、および嵩高さを増大させ、便を柔らかくし、腸管を通る通過時間を短縮する不溶性繊維の能力（受動吸湿特性による）である。
【０００６】
多くの場合、食物繊維組成物は、増粘、吸水、増量、乳化、さらにはゲル化特性を含む機能特性のために、食品または消費者製品産業で使用されている。機能性食物繊維の添加は、食感の利点、栄養の利点を提供し、場合によっては、消費者にやさしくない選択肢をよりシンプルなラベルに置き換える。
【０００７】
したがって、容易に処理することができ、高品質特性を有する可溶性繊維成分および不溶性繊維成分の両方を保持することができる、ペクチン含有植物からの食物繊維を提供する必要性が残っている。
【発明の概要】
【０００８】
本開示の目的は、出発ペクチン含有バイオマス材料から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法、活性化ペクチン含有バイオマス組成物およびそのような活性化ペクチン含有バイオマス組成物を含む製品を提供することである。これは、独立請求項で規定されている特徴によって達成され得る。さらなる機能強化は、従属項によって特徴付けられる。驚くべきことに、不溶性プロトペクチンおよび不溶性繊維（例えば、柑橘類の皮からのセルロース繊維）を含む出発ペクチン含有バイオマス材料は、特定の条件下でアルコールおよび酸を含む活性化溶液で処理して、非層流下で一定量の機械的エネルギーにさらし、その不溶性プロトペクチンをｉｎ  ｓｉｔｕで可溶性ペクチンに変換し、セルロース繊維の一部をフィブリルに部分的にフィブリル化できることがわかった。その結果、可溶性ペクチン成分と不溶性繊維成分とを含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物が得られ、これらは相互作用し、開いた網目を形成し、向上した見かけ粘度と水結合特性とを有し、可溶性ペクチンと不溶性繊維の比率が高い最終組成物を提供する。さらに、この処理によって可溶性ペクチン成分は、水、すなわち冷水に可溶になり、熱を加えることなく抽出できるため、ペクチン含有バイオマス材料からペクチンを抽出する従来の方法に関連するいくつかの欠点を克服し得る。
【０００９】
柑橘類の皮が出発ペクチン含有バイオマス材料であり、得られる活性化ペクチン含有バイオマス組成物が約２以上のコイルオーバーラップパラメーターを有する方法などの、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の製造方法が提供される。活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造するための第１の方法が本明細書に開示され、当該第１の方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）塩酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；および（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含むことができる。この第１の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００１０】
この発明の別の実施形態では、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第２の方法が開示され、この実施形態では、当該方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）硫酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含むことができる。この第２の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００１１】
この発明のさらに別の実施形態では、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第３の方法が開示され、この実施形態では、当該方法は、（ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（ｂ）ステップ（ａ）の混合物を処理して、出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１ｇ当たり約６ｍｇ以下に減少させて、カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を形成すること；（ｃ）カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を、硫酸および／またはリン酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと約４０℃より高い温度に加熱することによって、ステップ（ｂ）の混合物中の前記カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（ｄ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（ｂ）中に、（ｉｉｉ）ステップ（ｃ）の活性化中に、または（ｉｖ）それらの任意の組み合わせで、適用すること；および（ｅ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含むことができる。この第３の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００１２】
この発明のさらに別の実施形態では、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第４の方法が開示され、この実施形態では、当該方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含むことができる。この第４の方法では、出発ペクチン含有バイオマス材料は、オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクル等またはそれらの任意の組み合わせなどの柑橘類のベシクルを含むことができる。第４の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００１３】
セルロース材料の不溶性繊維成分と可溶性ペクチン成分とを含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物も提供され、そのような組成物は、限定されないが、約５５〜約８０重量パーセントの不溶性繊維成分および約２０〜約４５重量パーセントの可溶性ペクチン成分を含むことができる。さらに、出発ペクチン含有バイオマス材料として柑橘類から製造される場合、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約２以上のコイルオーバーラップパラメーターを有する。
【００１４】
添付の図面は、本開示の現在の例示的な実施形態を示しており、例として、本開示の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本開示の例示的な実施形態による、エネルギー表１からプロットされたデータを有するグラフの概略図である。
【図２】図２は、本開示の例示的な実施形態による、エネルギー表２からプロットされたデータを有するグラフの概略図である。
【図３】図３は、例１０における特定の実験についてのＱｖｉｓｃ対カルシウムのプロットである。
【図４】図４は、例１０における特定の実験についてのＱｖｉｓｃ対カルシウムのプロットである。
【図５】図５は、例１０における特定の実験についてのＱｖｉｓｃ対ペクチン回収率のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書に記載の活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む。活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、出発ペクチン含有バイオマス材料から誘導され、その材料は、（ｉ）活性化のために活性化溶液と組み合わされ、約４０℃より高い熱にかけられ、および（ｉｉ）それに機械的エネルギーが、活性化前、活性化中、またはその両方の場合に適用され；方法の初めから終わりまで、アルコールは、混合物の総パーセントに基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上で混合物中に存在する。これは、活性化および機械的エネルギーにかけられない出発ペクチン含有バイオマス材料から誘導されたペクチン含有バイオマス組成物と比べて、向上した処理および機能性をもたらす。
【００１７】
出発ペクチン含有バイオマス材料中のペクチンの多くは、機能するように加水分解されなければならないプロトペクチンの形態（すなわち、利用できない非常に高いエステル化度（ＤＥ）を有する不溶性ペクチン）である。出発ペクチン含有バイオマス材料を、アルコールと酸とを含む活性化溶液と混合すること、および熱を加えること（すなわち、活性化することまたは活性化）によって、プロペクチンは、得られるペクチンを分解または抽出することなく加水分解することができ、したがって、従来の方法を使用して得られるものよりも有意に多くの可溶性ペクチンを有する活性化ペクチン含有バイオマス組成物をもたらす。さらに、活性化溶液との接触前もしくは接触の間または両方の場合に、出発ペクチン含有バイオマス材料に機械的エネルギーを適用することによって、有利には、より多量のプロトペクチンを加水分解でき、したがって、より多量の水溶性ペクチンの形成をもたらすことが見出された。ペクチン含有バイオマス組成物は、より高い固有粘度およびより高いペクチン収率などの向上した機能性を有する可溶性ペクチン成分と、より高い水結合能力などの向上した機能性を有する不溶性繊維成分とを含む。
【００１８】
・活性化ペクチン含有バイオマス組成物
活性化ペクチン含有バイオマス組成物の特性は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物中のペクチンの品質および量を評価する手段である、その組成物のコイルオーバーラップパラメーターによって特徴付けられ得る。すなわち、コイルオーバーラップパラメーターは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の機能性を示すために使用され得る。本明細書で使用する場合、コイルオーバーラップパラメーターは、以下の式によって決定される：
コイルオーバーラップパラメーター＝ＩＶペクチン×ペクチン回収率
式中、ＩＶペクチンは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物から抽出されたペクチンの固有粘度であり、ペクチン回収率は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物から抽出されたペクチンの量を活性化ペクチン含有バイオマス組成物の総量で割ったものである。したがって、コイルオーバーラップパラメーターの単位は、ｄｌ／ｇである。ペクチンの固有粘度およびペクチン回収率は、それぞれ、例えば、本明細書に記載の方法などの任意の適切な方法を使用して測定することができる。
【００１９】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、特に出発ペクチン含有バイオマス材料として柑橘類を使用する場合、約１．２以上のコイルオーバーラップパラメーターを有することができる。活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１．２〜約４．５のコイルオーバーラップパラメーターを有することができる。活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約２〜約４．５のコイルオーバーラップパラメーターを有することができる。活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約２．５〜約４．５のコイルオーバーラップパラメーターを有することができる。活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約２〜約３．５のコイルオーバーラップパラメーターを有することができる。さらに、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４．０、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６または４．７のコイルオーバーラップパラメーター値を有し得る。本開示の活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、これらの列挙されたコイルオーバーラップパラメーター値のいずれかの間のコイルオーバーラップパラメーター値を有し得る。
【００２０】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物が、リンゴ、キクイモまたはビートなどの他のペクチン含有材料から誘導される場合、コイルオーバーラップパラメーターは、可溶性ペクチンへの変換に利用可能な天然プロトペクチンの量に応じて変化する。リンゴ、キクイモまたはビートから選択される出発ペクチンバイオマス材料を使用する場合、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約０．５〜約２．０の範囲内のコイルオーバーラップパラメーターを有することができる。さらに、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、出発ペクチン含有バイオマス材料よりも少なくとも約３００パーセント大きいコイルオーバーラップパラメーターを有し得る。
【００２１】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、本明細書のプロトコル２に開示されているように、特に出発ペクチン含有バイオマス材料として柑橘類を使用する場合、ブルックフィールド粘度計を使用して温度２５℃およびｐＨ４．０の２重量％水溶液中で測定したときに、約１５０ｍＰａ・ｓ〜約３５００ｍＰａ・ｓの見かけ粘度を有し得る。見かけ粘度は、約２５０ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約３５０ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約５００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約６００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約８００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約１０００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約１２００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約１５００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓ、約２０００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓおよび約２５００ｍＰａ・ｓ〜約３１００ｍＰａ・ｓであり得る。本開示の活性化ペクチン含有バイオマス組成物はまた、これらの列挙された粘度値のいずれかの間の見かけの粘度を有し得る。
【００２２】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、本明細書の例１０に開示されるように測定される場合、特に出発ペクチン含有バイオマス材料として柑橘類を使用する場合、約５０ｍＰａ・ｓ以上（例えば、約５０ｍＰａ・ｓ〜約４００ｍＰａ・ｓまたは約１５０ｍＰａ・ｓ〜約３００ｍＰａ・ｓ）のクイック粘度（Ｑｖｉｓｃ）を有し得る。他の態様では、そのような活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１００ｍＰａ・ｓ〜約２２０ｍＰａ・ｓ、約１１０ｍＰａ・ｓ〜約２１０ｍＰａ・ｓまたは約１４０ｍＰａ・ｓ〜約２００ｍＰａ・ｓのＱｖｉｓｃによって特徴付けることができる。
【００２３】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１４ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇまたは約１４ｇ／ｇ〜約２７ｇ／ｇの水結合能力を有し得る。活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１８ｇ／ｇ〜約２７ｇ／ｇの水結合能力を有し得る。活性化ペクチン含有組成物の水結合能力は、約２０ｇ／ｇ〜約２７ｇ／ｇであり得る。
【００２４】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、少なくとも約２．５のｐＨを有し得る。例えば、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、脱イオン水中の１重量％溶液において、約２．５〜約９、約２．５〜約５．５、約２．７〜約４．５または約３．５〜４．５のｐＨを有し得る。
【００２５】
出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して活性化ペクチン含有バイオマス組成物とすることにより、プロトペクチンはｉｎ  ｓｉｔｕでペクチンのその易溶性形態に変換することができる。以下に説明する方法では、出発ペクチン含有バイオマス材料に存在する天然のペクチン質は除去されない。いくつかの変形形態では、活性化ステップ中に、混合物の出発ペクチン含有バイオマス材料からペクチンが実質的に抽出されない。本明細書で使用される「ペクチンが実質的に抽出されない」とは、活性化ステップ中に出発ペクチン含有バイオマス材料中のペクチンの１％未満が除去されることを意味する。理論に束縛されることを望まないが、活性化ステップでのアルコールの使用が、ペクチンが出発ペクチン含有バイオマス材料から浸出するのを防ぐと考えられている。これが、活性化ペクチン含有バイオマス組成物をもたらし、この組成物は、機能性が高いだけでなく、自然に近く、最小限の加工製品をもたらす。
【００２６】
ペクチン成分は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物中に、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約２０重量％〜約５５％重量の量で存在し得る。ペクチン成分は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約２０重量％〜約４５重量％の量で存在し得る。ペクチンは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約３０重量％〜約５０重量％の量で存在し得る。ペクチン成分は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約２０重量％、約２５重量％、約３０重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％または約５５重量％の量で存在し得る。さらに、ペクチン成分はまた、本開示の活性化ペクチン含有バイオマス組成物中に、これらの列挙された値のいずれかの間の範囲の量で存在し得る。
【００２７】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、プロトコル４で測定されるように、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約３０重量％未満の残留糖含量を有する。以下でさらに説明するように、アルコール洗浄された出発ペクチン含有バイオマス材料を使用すると、糖が洗い流され、したがって、活性化ペクチン含有バイオマス材料中のペクチン成分の量および品質が向上する。残留糖含量は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約３重量％〜約３０重量％であり得る。残留糖含量は、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％、約１０％、約１１％、約１２％、約１３％、約１４％、約１５％、約１６％、約１７％、約１８％、約１９％、約２０％、約２１％、約２１％、約２２％、約２３％、約２４％、約２５％、約２６％、約２７％、約２８％、約２９％または約３０％であり得る。さらに、本開示の活性化ペクチン含有バイオマス組成物はまた、これらの列挙された残留糖含量値のいずれかの間の残留糖含量値を有し得る。
【００２８】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、乾燥粒子形態に乾燥させることができる。この乾燥粒子形態は、粉砕することができ、これにより、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、取り扱い（例えば食品への添加）に適した粉末形態に変わる。
【００２９】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、乾燥されなくてもよいが、混合物に溶解せずに存在し、そこでは材料が活性化されている。活性化ペクチン含有バイオマス組成物中のペクチンが抽出されるべきであるとき、そのようなものは必ずではないが、通常利用されるだろう。そのような抽出は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物からアルコールおよび多少の水を分離することにより行うことができる。分離されたアルコールは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物のその後の製造に再利用してもよい。あるいは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物からアルコールおよび多少の水を分離することなく、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を抽出してもよい。
【００３０】
・方法
１つ以上の例示的な実施形態において、方法は、上述のような様々な特徴を有する活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する。この方法の１つの技術的効果は、得られた活性化ペクチン含有バイオマス組成物が、繊維質の開いた網目構造を有する不溶性繊維成分と、高品質および高含有量のｉｎ  ｓｉｔｕのペクチン成分とを有することである。この方法は、出発ペクチン含有バイオマス材料から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を生成する。
【００３１】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造するための第１の方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）塩酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；および（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含む（または「から本質的になる」、または「からなる」）ことができる。この第１の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。それに限定されないが、約３重量％〜約３７重量％の塩酸または約５重量％〜約３７重量％の塩酸を含む酸性溶液が、ステップ（Ｂ）で混合物に添加され得る。
【００３２】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第２の方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）硫酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含む（または「から本質的になる」、または「からなる」）ことができる。この第２の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。それに限定されないが、約５重量％〜約２０重量％の硫酸または約７重量％〜約１５重量％の硫酸を含む酸性溶液が、ステップ（Ｂ）で混合物に添加され得る。
【００３３】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第３の方法は、（ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（ｂ）ステップ（ａ）の混合物を処理して、出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１ｇ当たり約６ｍｇ以下に減少させて、カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を形成すること；（ｃ）カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を、硫酸および／またはリン酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと約４０℃より高い温度に加熱することによって、ステップ（ｂ）の混合物中の前記カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（ｄ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（ｂ）中に、（ｉｉｉ）ステップ（ｃ）の活性化中に、または（ｉｖ）それらの任意の組み合わせで、適用すること；および（ｅ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含む（または「から本質的になる」、または「からなる」）ことができる。この第３の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００３４】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第４の方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含む（または「から本質的になる」、または「からなる」）ことができる。この第４の方法では、出発ペクチン含有バイオマス材料は、オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクル等またはそれらの任意の組み合わせなどの柑橘類のベシクルを含むことができる。第４の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００３５】
また、第１の方法、第２の方法、第３の方法および／または第４の方法など、本明細書に開示される方法のいずれかによって調製される活性化ペクチン含有バイオマス組成物も本明細書に含まれる。
【００３６】
出発ペクチン含有バイオマス材料は、不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン（すなわち、不溶性形態のペクチン）とを含む非活性化ペクチン含有バイオマス材料である。ペクチン含有バイオマス材料の非限定的な例には、柑橘類および／またはその皮（オレンジ、レモン、ライム、グレープフルーツ、ザボン、オロブランコ、タンジェリンなど）、リンゴポマース、ブドウポマース、梨ポマース、マルメロポマース、飼料用ビート、テンサイ、糖抽出からのテンサイ残渣、油抽出からのヒマワリ残渣、デンプン製造からのジャガイモ残渣、キクイモ、パイナップルの皮と芯、チコリ根および他のペクチン含有バイオマス材料が挙げられる。不溶性繊維成分は、通常、例えば、ヘミセルロースおよびセルロースなどの、セルロース系繊維を主に含む。
【００３７】
本発明の特定の態様と一致して、出発ペクチン含有バイオマス材料を、柑橘類から得ることができる。したがって、出発ペクチン含有バイオマス材料が、柑橘類の皮（例えば、オレンジの皮、レモンの皮、ライムの皮、グレープフルーツの皮、タンジェリンの皮など、およびそれらの組み合わせ）および／または柑橘類のベシクル（例えば、オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクルなど、およびそれらの組み合わせ）を含むことができる。
【００３８】
出発ペクチン含有バイオマス材料は、水洗した材料の製造に使用される従来の方法によって、水との接触および洗浄（「水洗」）によって使用のために洗浄および調製し得る。この方法では、例えば、新鮮な柑橘類の皮をカットし、それを２〜３倍の水で洗うことを含む。この操作は、１〜４回実行し、その後、得られた水洗した皮を機械的にプレスしてもよい。
【００３９】
出発ペクチン含有バイオマス材料は、アルコールとの接触および洗浄（「アルコール洗浄」）によって使用のために洗浄および調製し得る。アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，３２３，５１３号に記載されているプロセスの全部または一部を使用して調製することができる。出発ペクチン含有バイオマス材料に存在するプロトペクチンが水と結合することができ、それにより水の除去が困難になると考えられている。出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールで処理（すなわち、洗浄）すると、プロトペクチンにｉｎ  ｓｉｔｕでその水分結合能力を失わせ、その結果、プロトペクチンを含まない出発ペクチン含有バイオマス材料から水が浸出するため、最終的にペクチン収量の増加をもたらすことが見出された。
適切なアルコールの非限定的な例には、エタノール、イソプロパノール、メタノールおよびそれらの組み合わせが含まれる。アルコールは、湿潤組成物の約４０重量％〜約８５重量％または湿潤組成物の少なくとも約７０重量％の量で湿潤組成物中に存在し得る。湿潤組成物は、アルコールに加えて水を含んでもよく、水は、アルコールに加えて湿潤組成物のすべてのまたは実質的な残りを構成してもよい。
【００４０】
出発ペクチン含有バイオマス材料がアルコール洗浄される場合、各洗浄の後、出発ペクチン含有バイオマス材料は、アルコール含有湿潤組成物の少なくとも一部から機械的に分離され、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成し得る。機械的分離は、湿潤出発ペクチン含有バイオマス材料をプレスすることにより行ってもよく、これは、一軸スクリュープレスタイプなどの任意の適切なプレス装置によって、または手動で行ってもよい。プレス中の圧力は、約０．５バール〜約８バールまたは約２バール〜約４バールの範囲であってもよく、プレスの持続時間は、約１分〜約２５分、または約１０分〜約２５分、または約１５分〜約２５分でもよい。
【００４１】
出発ペクチン含有バイオマス材料は、１回だけアルコール洗浄を行い、その後、機械的分離によって、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成してもよい。出発ペクチン含有バイオマス材料は、２回以上のアルコール洗浄および対応する機械的分離を行い、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成してもよい。出発ペクチン含有バイオマス材料は、第１のアルコール洗浄および対応する機械的分離を行い、その後、第２のアルコール洗浄および対応する機械的分離を行い、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成し得る。
【００４２】
出発ペクチン含有バイオマス材料は、任意に熱への暴露により乾燥させて、乾燥した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成してもよい。
【００４３】
ステップ（Ａ）およびステップ（ａ）において、水洗またはアルコール洗浄または湿潤または乾燥のいずれの出発ペクチン含有バイオマス材料でも、アルコールの水溶液と混合して混合物を形成することができ、その混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上である。ステップ（Ａ）において、アルコールは、混合物中に約３５重量パーセント〜約６０重量パーセントまたは約４０重量パーセント〜約６０重量パーセントのアルコールの量で存在し得る。添加または希釈されるアルコールの量は、水洗した出発ペクチン含有バイオマス材料に存在する水の量と、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料に存在するアルコールおよび水の量に応じて、当業者によって計算され得る。
【００４４】
ここで、第１および第２の方法を参照すると、ステップ（Ｂ）における活性化の前に、出発ペクチン含有バイオマス材料は、不溶性繊維成分および不溶性プロトペクチン成分を含む。出発ペクチン含有バイオマス材料が活性化溶液と接触すると、プロトペクチンはｉｎ  ｓｉｔｕで加水分解して出発ペクチン含有バイオマス材料中に水溶性ペクチンを生成し、それにより不溶性繊維成分と可溶性ペクチン成分とを含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物をもたらす。プロトペクチンは酸の作用により水溶性ペクチンに変換し、そしてアルコールにより、出発ペクチン含有バイオマス材料から浸出することなくそうすると考えられている。その結果、ペクチン収量が向上し得る。
【００４５】
アルコールと酸とを含む活性化溶液は、ステップ（Ａ）の混合物に酸を添加して、混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することにより形成することができる。したがって、活性化溶液は、約０．５〜約２．５または約１．０〜約２．０のｐＨを有し得る。適切なアルコールの非限定的な例には、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールおよびそれらの組み合わせが含まれる。適切な酸の非限定的な例には、硝酸、クエン酸、シュウ酸、塩酸、硫酸、リン酸およびそれらの組み合わせなどの有機酸および無機酸が含まれる。アルコールは、エタノールなどの約４０％〜約８０％のアルコールの溶液であり得、約０．５〜約２．５の範囲の混合物のｐＨを提供するために、酸は、第１の方法では約１０％〜約６５％の塩酸の溶液であり得、第２の方法では約１０％〜約６５％の硫酸の溶液であり得る。
【００４６】
出発ペクチン含有バイオマス材料が活性化溶液と接触する期間は、使用されるアルコールおよび酸の種類、混合物が加熱される温度、ならびに機械的エネルギーがステップＢで適用されか否か、そして、適用される機械的エネルギーの強度に少なくとも部分的に依存して変化する。例えば、出発ペクチン含有バイオマス材料は、少なくとも約５分〜約２時間の期間、活性化溶液と接触させ得る。出発ペクチン含有バイオマス材料は、約１５分〜約１時間の期間、活性化溶液と接触させ得る。さらに、ステップ（Ｂ）は、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分または１時間、１．１時間、１．２時間、１．２５時間、１．３時間、１．４時間、１．５時間、１．６時間、１．７時間、１．７５時間、１．８時間、１．９時間および２時間の期間、行ってもよい。混合物は、これらの記載された値のいずれかの間の期間加熱し得る。
【００４７】
活性化ステップ（Ｂ）は、出発ペクチン含有バイオマス材料と活性化溶液との混合物を約４０℃より高い温度に加熱することを含む。混合物は、約４０℃〜約９０℃の温度に加熱することができる。混合物は、約６０℃〜約７５℃の温度に加熱することができる。混合物は、約４０℃、約４５℃、約５０℃、約５５℃、約６０℃、約６５℃、約７０℃、約７５℃、約８０℃、約８５℃および約９０℃のいずれかの温度に加熱でき、または混合物は、これらの記載された値のいずれかの間の温度に加熱できる。非限定的な例では、ステップ（Ｂ）における温度は、約１５分〜約６０分または約２０分〜約６０分の期間、約４５℃〜約８０℃または約６０℃〜約８０℃であり得る。
【００４８】
方法におけるその使用を通じて混合物は、第１および第２の方法のステップ（Ｃ）で機械的エネルギーを適用するために使用される後続の機械的装置に従って制限される出発ペクチン含有バイオマス材料の濃度を有する。より効果的な装置の場合、出発ペクチン含有バイオマス材料の濃度はより高くなり得る。単純化するために、出発ペクチン含有バイオマス材料の濃度は、出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分に基づいてもよい。出発ペクチン含有バイオマス材料の濃度は、混合物の総重量に基づいて、約１重量パーセント〜約５重量パーセント、約２重量パーセント〜約４重量パーセント、または約３重量パーセント〜約４重量パーセントであり得る。
【００４９】
本明細書に記載の活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第１および第２の方法は、ステップ（Ｃ）として、その方法の特定の段階で機械的エネルギーを適用することをさらに含む。機械的エネルギーは、ステップ（Ａ）の混合物に適用することができ、これは、上記のように、アルコール水溶液中のペクチン含有バイオマス材料である。機械的エネルギーは、ステップ（Ｂ）の活性化中に適用することができ、これは、上記のように、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化溶液および熱にさらすこととして説明した。機械的エネルギーは、ステップ（Ａ）とステップ（Ｂ）の両方で適用し得る。本方法で機械的エネルギーを適用すると、混合物が均質化され、出発ペクチン含有バイオマス材料の物理的構造が変化し、コイルオーバーラップパラメーターが増大し、セルロースがミクロフィブリル化セルロースになることを部分的に可能とする。本方法で適用される機械的エネルギーの量は、適用されるステップ、出発ペクチン含有バイオマス材料のタイプ、混合物において使用される出発ペクチン含有バイオマス材料の量、混合物のｐＨおよび活性化ステップの温度に依存する。機械的エネルギーの量はまた、出発ペクチン含有バイオマス材料の活性化を完了して活性化ペクチン含有バイオマス材料を形成するのに必要な時間に影響を及ぼし得る。
【００５０】
機械的エネルギーを適用するための装置は、ポンプ、精製機、ホモジナイザー、押出機、ローブポンプおよび／または遠心ポンプであり得る。混合物は、圧力容器（加熱された溶媒混合物を収容可能）、還流容器、管形熱交換器などの熱交換器、およびシステム内のポンプを複数回通過させることができる、加熱された混合物を再循環して容器に戻すためのポンプを含む、閉ループシステムで循環し得る。流体がポンプまたはシステムを通過する際に、二軸伸長応力などの機械的エネルギーを流体に及ぼすことができる任意のポンプを使用し得る。例としては、回転ローブポンプ（例えば、アイオワ州シーダーフォールズのＶｉｋｉｎｇ  Ｐｕｍｐ社；イリノイ州ロックフォードのＪｏｈｎｓｏｎ  Ｐｕｍｐ；およびアイオワ州シーダーフォールズのＷｒｉｇｈｔ  Ｆｌｏｗ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手可能）；遠心ポンプおよび水力輸送ポンプ（例えば、オレゴン州クラカマスのＣｏｒｎｅｌｌ  Ｐｕｍｐ  Ｃｏｍｐａｎｙ；およびバージニア州リッチモンドのＡｌｆａ  Ｌａｖａｌ社から入手可能）が含まれる。二軸伸長応力などの機械的エネルギーを与えるために単独でまたは組み合わせて使用できる他の装置には、プレート精砕機、ディスク精砕機、コニカル精砕機、ヒドラパルパー、押出機、摩擦グラインダーミル、ハンマーミルおよびボールミルが含まれる。機械的エネルギーに影響を与えるために、蒸気爆発または圧力解放も使用できる。本方法は、圧力容器に循環することなく連続的に設計し得る。
【００５１】
ポンプは、回転ローブポンプ単独でもよいし、または別のタイプのポンプと組み合わせてもよい。ロータリーローブポンプは、容積式ポンプであり、シングルローブ、バイウィング、トリローブまたはマルチローブの構成を有し得る。動作中、２つのローターが噛み合い、反対方向に回転し、ローターとポンプのハウジングの間に空洞を形成する。混合物は、空洞に入り、空洞を充填し、ローブとケーシングの間のポンプを通って移動する。ポンプのローブの動きにより、混合物がポンプの排出側の出口ポートを通過し、混合物がポンプから排出される。ポンプを通る混合物の動きは、混合物を機械的エネルギーにさらし、セルロース繊維を少なくとも部分的にフィブリルに分解する。機械的エネルギーは、二軸伸長応力を含み得る。ローブポンプは、熱交換器を通って混合物を連続的にポンプで送り、一定時間タンクまたは圧力容器に戻すことができる。本方法は、タンクまたは圧力容器に戻さずに連続的に設計し得る。
【００５２】
閉ループシステムまたは連続プロセスを通じて循環する際に、ポンプ内および出発ペクチン含有バイオマス材料内に乱流を引き起こすことができるポンプによる作用などにより付与されるこの機械的エネルギーは、セルロース成分の構造を開き、プロセス中に検査すると、より「ふわふわした」または「綿のような」外観を呈するため、材料の物理的構造を視覚的に変更する。乱流は流れの逆転をもたらし、したがって混合物中の出発ペクチン含有バイオマス材料の伸長をもたらす。機械的エネルギーは、セルロース繊維の少なくとも一部をフィブリルにフィブリル化し、表面積を増加させ、したがって活性化ステップの有効性を増大させる。
【００５３】
機械的エネルギーの適用は、混合物中の出発ペクチン含有バイオマス材料をその繊維状構造に変換し、これは活性化溶液がプロトペクチンへより多くアクセス可能とする開いた網目を作り、プロトペクチンがその繊維状構造内で可溶性ペクチンに変換される。一例では、冷水であっても、実質的にすべてのペクチンが容易に水溶性になる。ミクロフィブリル化セルロースは、粒子状であることがあり、約１×１０−６メートル〜約５０００×１０−６メートル、約１００×１０−６メートル〜約３０００×１０−６メートル、約５００×１０−６メートル〜約３０００×１０−６メートルまたは約１０００×１０−６メートル〜３０００×１０−６メートルの範囲の特徴的な長さを有し得る。
【００５４】
本明細書で使用される機械的エネルギーは、混合物中の乾燥分（ＤＭ）１キログラム当たりのキロジュール（ｋＪ）または混合物（すなわち、出発ペクチン含有バイオマス材料を含むスラリー）１キログラム当たりのキロジュールで定義される。乾燥分１ｋｇ当たりのエネルギー入力の特定は、および活性化される混合物の総重量とは無関係である。適用される機械的エネルギーの量は、乾燥分１ｋｇ当たり約８００キロジュール以上、または約８００〜１５，０００ｋＪ／乾燥分ｋｇであり得る。混合物がかけられる機械的エネルギーは、８００ｋＪ／ｋｇ、１，０００ｋＪ／ｋｇ、１，２００ｋＪ／ｋｇ、１，４００ｋＪ／ｋｇ、１，６００ｋＪ／ｋｇ、１，８００ｋＪ／ｋｇ、１，９００ｋＪ／ｋｇ、２，０００ｋＪ／ｋｇ、２，２００ｋＪ／ｋｇ、２，４００ｋＪ／ｋｇ、２，６００ｋＪ／ｋｇ、２，８００ｋＪ／ｋｇ、３，０００ｋＪ／ｋｇ、３，２００ｋＪ／ｋｇ、３，４００ｋＪ／ｋｇ、３，６００ｋＪ／ｋｇ、３，８００ｋＪ／ｋｇ、４，０００ｋＪ／ｋｇ、４，２００ｋＪ／ｋｇ、４，４００ｋＪ／ｋｇ、４，６００ｋＪ／ｋｇ、４，８００ｋＪ／ｋｇ、５，０００ｋＪ／ｋｇ、５，２００ｋＪ／ｋｇ、５，４００ｋＪ／ｋｇ、５，６００ｋＪ／ｋｇ、５，８００ｋＪ／ｋｇ、６，０００ｋＪ／ｋｇ、６，２００ｋＪ／ｋｇ、６，４００ｋＪ／ｋｇ、６，８００ｋＪ／ｋｇ、７，０００ｋＪ／ｋｇ、７，２００ｋＪ／ｋｇ、７，４００ｋＪ／ｋｇ、７，６００ｋＪ／ｋｇ、７，８００ｋＪ／ｋｇ、８，０００ｋＪ／ｋｇ、８，２００ｋＪ／ｋｇ、８，４００ｋＪ／ｋｇ、８，６００ｋＪ／ｋｇ、８，８００ｋＪ／ｋｇ、９，０００ｋＪ／ｋｇ、９，２００ｋＪ／ｋｇ、９，４００ｋＪ／ｋｇ、９，６００ｋＪ／ｋｇ、９，８００ｋＪ／ｋｇ、１０，０００ｋＪ／ｋｇ、１０，２００ｋＪ／ｋｇ、１０，４００ｋＪ／ｋｇ、１０，６００ｋＪ／ｋｇ、１０，８００ｋＪ／ｋｇ、１１，０００ｋＪ／ｋｇ、１１，２００ｋＪ／ｋｇ、１１，４００ｋＪ／ｋｇ、１１，６００ｋＪ／ｋｇ、１１，８００ｋＪ／ｋｇ、１２，０００ｋＪ／ｋｇ、１２，２００ｋＪ／ｋｇ、１２，４００ｋＪ／ｋｇ、１２，６００ｋＪ／ｋｇ、１２，８００ｋＪ／ｋｇ、１３，０００ｋＪ／ｋｇ、１３，２００ｋＪ／ｋｇ、１３，４００ｋＪ／ｋｇ、１３，６００ｋＪ／ｋｇ、１３，８００ｋＪ／ｋｇ、１４，０００ｋＪ／ｋｇ、１４，２００ｋＪ／ｋｇ、１４，４００ｋＪ／ｋｇ、１４，６００ｋＪ／ｋｇ、１４，８００ｋＪ／ｋｇもしくは１５，０００ｋＪ／ｋｇのうちの少なくとも１つであってもよく、または混合物は、約ａ〜約ｂの範囲の機械的エネルギーにかけてもよく、ここでａは、前述した機械的エネルギー値のいずれか１つであり、ｂは、ａより大きい、前述した機械的エネルギー値のいずれか１つであり、例えば、約８００ｋＪ／ｋｇ（または１，２００ｋＪ／ｋｇ、または１，４００ｋＪ／ｋｇ、または１，９００ｋＪ／ｋｇ）〜約７，８００ｋＪ／ｋｇ、または約８００ｋＪ／ｋｇ（または１，２００ｋＪ／ｋｇ、または１，４００ｋＪ／ｋｇ、または１，９００ｋＪ／ｋｇ）〜約１４，４００ｋＪ／ｋｇなどである。例えば、５０Ｈｚで２ｋＷであり、１０Ｈｚ（０．４ｋＷ）で５０分間（３０００秒）動作したポンプモーターを備えたローブポンプ（ＡＰＶタイプ、ＣＬ／１／０２１／１０）で処理した３０リットルの酸性化水性アルコール中の１ｋｇの材料（乾燥重量基準）の場合、サンプルに与えられたエネルギーは、０．４ｋＷ×３０００秒または１２００キロジュール（乾燥分１ｋｇ当たり）であった。混合物への機械的エネルギーは、混合物１キログラム当たり約３６キロジュール以上、混合物１キログラム当たり約４０キロジュール以上または混合物１キログラム当たり約６０キロジュール以上であり得、しばしば、混合物１キログラム当たり最大約１５０キロジュール（または２００キロジュール、または４００キロジュール、または６００キロジュール）であり得る。
【００５５】
乾燥分１キログラム当たりまたは混合物１キログラム当たりの機械的エネルギー入力は、機械的装置に依存する。エネルギー入力は、周波数インバーターの使用、アンペアおよび電圧を考慮に入れて、ポンプのモーターサイズ、または使用される同様の装置に基づき得る。例えば、１０〜４０Ｈｚの範囲の周波数と０．４〜１．６ｋＷの範囲の効果を有するローブポンプを使用する場合、そのローブポンプによって混合物を循環させると、８００〜８６００ｋＪの機械的エネルギー入力に相当する。このようなローブポンプでは、ポンプを通る通過の数は、２０〜５０回であり、これは８００〜２４００ｋＪの機械的エネルギー入力に相当する。この例示的な実施形態は、出発ペクチン含有バイオマス材料が柑橘類の皮である場合に使用される。
【００５６】
表１〜２ならびに図１〜２のコイルオーバーラップパラメーターの値のグラフおよび機械的エネルギーは、前処理として以下に記載のステップ（Ａ）および／または活性化として以下に記載のステップ（Ｂ）に加えられたときの機械的エネルギーの効果の例である。これらの例では、以下の装置を使用してエネルギーを加えた：小型ローブポンプ（２ｋＷ）；大型ローブポンプ（５，５ｋＷ）；ローブポンプ（２．２ｋＷ）；遠心ポンプ（７．５ｋＷ）；ボストンシェアミル（１１ｋＷ）；押出機（８ｋＷ）；および精砕機（８ｋＷ）。例示的な量は、３０ｋｇの混合物中の１ｋｇの乾燥分（ＤＭ）および約３６０ｋｇの混合物中の約２０ｋｇの乾燥分であった。前処理の前に出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールで希釈して、その材料をポンプ輸送可能にしてもよい。出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコール洗浄する場合、ポンピングが使用される機器のタイプに問題がない場合など、アルコールを添加せずに前処理を行い得る。アルコールによる希釈は、活性化ステップでのみ可能である。出発ペクチン含有バイオマス材料が希釈されていない場合（例えば、アルコール洗浄した柑橘類の皮を使用）、前処理に必要なエネルギー入力は少なくなる。
【００５７】
表１の機械的エネルギー特性を計算するために、以下の計算例を使用し得る：
１）ローブポンプは５０Ｈｚで２ｋＷのモーターを有するが、１０Ｈｚでのみ動作し、０．４ｋＷの効果をもたらす。ローブポンプは、３０分（１８００秒）作動し、これは、機械的エネルギーが０．４ｋＷ×１８００秒＝７２０ｋＪであることを意味する。再循環されるスラリーは１ｋｇの乾燥分（ＤＭ）を含むため、その比エネルギーは、７２０ｋＪ／ｋｇ  ＤＭである。スラリーの総量は３０ｋｇである。１０Ｈｚで動作するポンプの流量は８６０ｋｇ／時であるため、３０分間でポンプを通過するスラリーの合計は４３０ｋｇである。そうすると、スラリーは、４３０ｋｇ／３０ｋｇ＝１４．３通過となる。
２）ローブポンプは５０Ｈｚで２ｋＷのモーターを有し、この周波数で動作する。ローブポンプは６０分（３６００秒）作動し、これは、機械的エネルギーが２ｋＷ×３６００秒＝７２００ｋＪであることを意味する。再循環されるスラリーは１ｋｇの乾燥分（ＤＭ）を含むため、その比エネルギーは、７２００ｋＪ／ｋｇ  ＤＭである。スラリーの総量は３０ｋｇである。５０Ｈｚで動作するポンプの流量は４３００ｋｇ／時であるため、６０分間でポンプを通過するスラリーの合計は４３００ｋｇである。そうすると、スラリーは、４３００ｋｇ／３０ｋｇ＝１４３通過となる。
【表１−１】
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【表１−２】
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【表１−３】
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【表２】
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【００５８】
表１〜２および図１〜２のデータを参照すると、入力された機械的エネルギーに対してコイルオーバーラップパラメーターをプロットする場合、以下をグラフから取り得る。出発ペクチン含有バイオマス材料（これらの例では柑橘類の皮）に加えられるエネルギーが８００ｋＪ／ｋｇ  ＤＭ以上または３６ｋＪ／ｋｇ混合物である場合、コイルオーバーラップパラメーターは２以上である。機器、温度、ｐＨ、および機械的エネルギーの適用ポイントが変化すると、コイルオーバーラップパラメーターが影響を受ける。コイルオーバーラップパラメーターが増加すると、活性化ペクチン含有バイオマス材料の機能性が増大する。したがって、本方法は、約１２００ｋＪ／ｋｇ  ＤＭ以上または約４０ｋＪ／ｋｇ混合物の機械的エネルギーを使用する場合、コイルオーバーラップパラメーターが約２．３以上の活性化ペクチン含有バイオマス材料を製造することができ、そして、約１９００ｋＪ／ｋｇ  ＤＭまたは約６０ｋＪ／ｋｇ混合物の機械的エネルギーを使用する場合、コイルオーバーラップパラメーターが約２．５以上の活性化ペクチン含有バイオマス材料を製造することができる。
【００５９】
例えば、上記のサンプル１を参照すると、前処理の前にアルコールで希釈した。乾燥出発ペクチン含有バイオマス材料（アルコール洗浄）の量＝１ｋｇ（これは通常、２．５ｋｇの湿潤出発ペクチン含有バイオマスに関連する）。前処理での混合物の総重量＝３０ｋｇ。前処理でのエネルギー入力＝１３８６キロジュール（ｋＪ）。活性化中のエネルギー入力＝１２００ｋＪ。総エネルギー入力は、前処理でのエネルギー入力＋活性化中のエネルギー入力＝２５８６ｋＪだった。総比エネルギー入力（乾燥分基準）＝（総エネルギー入力）／（乾燥出発ペクチン含有バイオマスの量）＝２５８６ｋＪ／１ｋｇ＝２５８６ｋＪ／ｋｇ  ＤＭ。総比エネルギー入力（スラリーの総重量基準）＝（総エネルギー入力）／（スラリーの総重量）＝２５８６ｋＪ／３０ｋｇ＝８６．２ｋＪ／ｋｇ。
【００６０】
例えば、サンプル４０を参照すると、前処理の後にアルコールで希釈した。乾燥出発ペクチン含有バイオマス（アルコール洗浄）の量＝１ｋｇ（これは通常、２．５ｋｇの湿潤出発ペクチン含有バイオマスに関連する）。混合物の総重量＝３０ｋｇ。前処理でのエネルギー入力＝１９６ｋＪ。活性化中のエネルギー入力＝１２０００ｋＪ。総エネルギー入力＝前処理でのエネルギー入力＋活性化中のエネルギー入力＝１２１９６ｋＪ。総比エネルギー入力（乾燥分基準）＝（総エネルギー入力）／（乾燥出発ペクチン含有バイオマスの量）＝１２１９６ｋＪ／１ｋｇ＝１２１９６ｋＪ／ｋｇ。総比エネルギー入力（混合物の総重量基準）＝（前処理中の総エネルギー入力）／（前処理中の混合物の総重量）＋（活性化中の総エネルギー入力）／（活性化中の混合物の総重量）＝１９６ｋＪ／２．５ｋｇ＋１２０００ｋＪ／３０ｋｇ＝４７８ｋＪ／ｋｇ。
【００６１】
本明細書に記載の活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法は、ステップ（Ｄ）と呼ぶ、混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離することを含む。活性化および機械的エネルギーを適用した後、その活性化ペクチン含有バイオマス組成物および活性化溶液は、活性化溶液を含む液相と活性化ペクチン含有バイオマス組成物を含むウェットケーキ相とに分離される。分離は、排出、プレス、デカンテーション、遠心分離、膜ろ過の使用、またはそれらの任意の組み合わせによるものであり得る。例えば、ウェットケーキは、穿孔ベルトまたはスクリーン上に堆積させて、混合物の流体部分を排出させることによって排水され得る。油圧プレス、空気圧プレス、スクリュープレス、ビンセントプレスもしくはコーンプレスなどのプレス、もしくは遠心分離機またはこれらの任意の組み合わせを使用することなどで、圧力を加えることによってウェットケーキ中の余分な流体を除去して、脱水された活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成し得る。
【００６２】
活性化ペクチン含有バイオマス材料組成物は、約４０重量パーセントの乾燥分を含み、液体は、主にアルコールと酸から構成される。残留酸を除去するために、分離ステップ（Ｄ）は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を、約３５〜約９０重量パーセントのアルコールまたは約４０〜約９０重量パーセントのアルコールを含むアルコールの水溶液で、その洗浄液のｐＨが約２．５〜約９または約３．５〜約４．５まで上昇するまで、洗浄することを含むことができる。アルコール洗浄は、酸を中和可能なアルカリ化剤も含み得る。排出された活性化ペクチン含有組成物を洗浄するために使用され得るアルコールの非限定的な例は、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールおよびそれらの組み合わせを含む。例示的なアルカリ化剤は、炭酸カリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウムまたは水酸化ナトリウムなどの炭酸、炭酸水素または水酸化物のアルカリ金属塩、またはアンモニアを含む。この洗浄は、バッチプロセスまたは逆流プロセスとして行ってよい。アルコール洗浄に含まれるアルコールの量は、その後の洗浄で増える可能性がある。例えば、第１のアルコール洗浄は、４５重量％のアルコール量を含み；第２のアルコール洗浄は、５５重量％のアルコール量を含み；第３のアルコール洗浄は、７０重量％以上のアルコール量を含み得る。最終洗浄ステップとして７０重量％以上のアルコール量のアルコール洗浄を使用すると、乾燥前に活性化ペクチン含有バイオマス組成物を効率的に脱水することができる。これにより、目標の水分含有量の乾燥製品を実現するために必要な時間と温度を削減可能である。アルコールの存在は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物のセルロース繊維のフィブリル間の水素結合形成を最小化または防止するのに役立ち、それにより乾燥時のセルロース繊維の角質化を最小化または防止することができる。このプロセスは、活性化繊維を脱水するために、より高いアルコール濃度を有する一連のアルコール洗浄を含み得る。
【００６３】
分離ステップの後、活性化ペクチン含有バイオマス組成物に、次いで、インラインまたはオフラインで下流の処理または加工をしてもよい。抽出に活性化ペクチン含有バイオマス組成物を使用する場合、その活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、水性懸濁液の形態でもよい。
【００６４】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物が乾燥形態にあるように乾燥させることができる。乾燥中の温度は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の品質に影響を与えないために、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の温度が約７５〜８０℃を超えないように制御する必要がある。例示的な非限定的な乾燥方法には、機械的分離技術を使用して繊維から水を搾り出すこと、有機溶媒溶液で洗浄するなど、残留水を置換するための溶媒交換、凍結乾燥、真空乾燥、噴霧乾燥、ドラム乾燥、熱による乾燥、空気流による乾燥、フラッシュ乾燥、流動層乾燥、放射熱への暴露、およびそれらの組み合わせが含まれる。セルロースとセルロースとの相互作用をさらに抑制するために、乾燥剤を乾燥プロセスに含めてもよい。乾燥剤の非限定的な例には、グルコースシロップ、コーンシロップ、スクロース、デキストリン、マルトデキストリンおよびそれらの組み合わせが含まれる。
【００６５】
乾燥後の活性化されたペクチン含有バイオマス組成物は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物が乾燥粒子状形態、例えば、粉末であるように、さらに細かくされてもよい。適切な粉砕方法の非限定的な例には、グラインディング、ミリングなどが含まれる。粉砕は、乾燥した活性化ペクチン含有バイオマス組成物の粒子サイズをさらに減少させて、向上した流動性、分散性、水和および／または取り扱い性を有する製品を提供することができる。粒子は、３００μｍ以下のサイズに粉砕し得る。粒子は、２５０μｍ以下のサイズに粉砕し得る。粒子は、２００μｍ以下のサイズに粉砕し得る。粒子は、１５０μｍ以下のサイズに粉砕し得る。粒子は、１２５μｍ以下のサイズに粉砕し得る。粒子は、１００μｍ以下のサイズに粉砕し得る。粒子は、７５μｍ以下のサイズに粉砕し得る。例えば、粒子は、ミリングによって所望のサイズに細かくすることができる。任意のタイプのミルを使用可能である。例えば、ハンマーミル、ピンミル、ピン付きディスクミル、ビーターミル、クロスビーターミル、エアマイクロナイザー、ジェットミル、分級機ミル、ボールミル、ロータリーインパクトミルおよびターボミルを使用し得る。
【００６６】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物は食品または食品成分であってもよく、該食品または食品成分は食品業界および重要な消費者によって受け入れられるという利点を有する。追加的または代替的に、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、食品添加物であり得る。また、本明細書に開示されるいずれかの活性化ペクチン含有バイオマス組成物および／または本明細書に開示されるいずれかの方法によって調製される活性化ペクチン含有バイオマス組成物を含む、食品製品などの製品も本発明に含まれる。
【００６７】
ここで、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第３の方法を参照すると、第３の方法のステップ（ａ）の特徴は、第１および第２の方法のステップ（Ａ）について本明細書に記載されるものと同じであり得る。同様に、第３の方法のステップ（ｃ）の特徴（硫酸および／またはリン酸を使用すること）は、第２の方法のステップ（Ｂ）について本明細書に記載されるもの（硫酸を使用すること）と同じであり得る。
【００６８】
第３の方法のステップ（ａ）の後およびステップ（ｃ）の前は、ステップ（ｂ）：ステップ（ａ）の混合物を処理して、出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１ｇ当たり約６ｍｇ以下に減少させて、カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を形成することである。さらなる態様では、カルシウム含有量は、約５ｍｇ／ｇ以下、約４ｍｇ／ｇ以下、約３ｍｇ／ｇ以下、または約２ｍｇ／ｇ以下に減少され得る。カルシウム含有量を減少させるために、任意の適切な処理を使用することができる。例えば、カルシウムと可溶性塩を形成して、ｐＨを約０．５〜約３（または、約１〜約３、約１〜約２．２または約１〜約２）の範囲に低下させることができる任意の適切な酸とともに、酸前洗浄ステップが使用され得る。
【００６９】
したがって、一態様では、ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物を硝酸で前洗浄して、酸性化された混合物のｐＨを約０．５〜約３（または、約１〜約３、約１〜約２．２または約１〜約２．０）の範囲内にすることと、ステップ（ｃ）の前にその混合物から硝酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含み得る。別の態様では、ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物をクエン酸で前洗浄して、酸性化された混合物のｐＨを約０．５〜約３（または、約１〜約３、約１〜約２．２または約１〜約２．０）の範囲内にすることと、ステップ（ｃ）の前にその混合物からクエン酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含み得る。さらに別の態様では、ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物を塩酸で前洗浄して、酸性化された混合物のｐＨを約０．５〜約３（または、約１〜約３、約１〜約２．２または約１〜約２．０）の範囲内にすることと、ステップ（ｃ）の前にその混合物から塩酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含み得る。さらに別の態様では、ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物をリン酸で前洗浄して、酸性化された混合物のｐＨを約０．５〜約３（または、約１〜約３、約１〜約２．２または約１〜約２．０）の範囲内にすることと、ステップ（ｃ）の前にその混合物からリン酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含み得る。ステップ（ｂ）の酸性化された混合物のｐＨは、ステップ（ｃ）の活性化溶液のｐＨよりも高くなり得る。
【００７０】
ステップ（ｂ）の前洗浄は、任意の適切な温度で実施することができる。一態様では、例えば、前洗浄温度は、約２０℃〜約８０℃（例えば、約４５℃〜約８０℃）であり得る。別の態様では、酸性化された混合物は加熱されず、ステップ（ｂ）は周囲条件で実施することができ、該周囲条件はしばしば２０〜３０℃の範囲に入り得る。この前洗浄ステップは、約１５分〜約６０分などの任意の適切な期間にわたって実施することができる。
【００７１】
ステップ（ｃ）で活性化する前に、カルシウムの少なくとも一部と硝酸、塩酸、クエン酸、リン酸またはそれらの組み合わせの少なくとも一部とが、混合物から除去され得る。任意の適切な技術または方法論を使用することができ、その非限定的な例には、洗浄、排出、遠心分離、ふるい分け、プレスなどが含まれ得る。典型的には、硝酸、塩酸、クエン酸、リン酸またはそれらの任意の組み合わせの少なくとも約８０重量％が、ステップ（ｃ）の前に除去される。
【００７２】
第３の方法のステップ（ｄ）において、機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（ｂ）中に、（ｉｉｉ）ステップ（ｃ）の活性化中に、または（ｉｖ）それらの任意の組み合わせで、適用することができる。ステップ（ｄ）における機械的エネルギーの量および供給源は、第１および第２の方法のステップ（Ｃ）について本明細書に記載されているものと同じであり得る。同様に、第３の方法のステップ（ｅ）の特徴は、第１および第２の方法のステップ（Ｄ）について本明細書に記載されているものと同じであり得る。
【００７３】
第３の方法の場合、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上（かつ、しばしば、最高６０重量パーセント、または最高７０重量パーセント、またはそれ以上）であり得る。
【００７４】
任意選択で、本明細書に開示される活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法のいずれかは、活性化組成物中のカルシウムを結合するためにおよび／または活性化組成物のカルシウム含有量を減少させるために、ならびに活性化組成物のクイック粘度を増加させるために、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を後処理するステップをさらに含むことができる。前洗浄ステップについて本明細書に記載されているように、後処理ステップにおいてカルシウム含有量を減少させるために、適切な酸を同様に使用することができる。追加的または代替的に、ヘキサメタリン酸塩（ＨＭＰ）などの適切な材料が、カルシウムを結合するために組成物に添加され得る。カルシウム減少によるものであれカルシウム結合によるものであれ、後処理ステップの結果は、クイック粘度を増加させることである。
【００７５】
本明細書に開示される活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法のいずれかに従って、出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を減少させるための酸の使用も本明細書に含まれる。適切な酸には、硝酸、塩酸、クエン酸、リン酸など、およびそれらの任意の組み合わせが含まれ得るが、これらに限定されない。
【００７６】
また、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する第４の方法も本明細書に含まれ、当該方法は、（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）酸（例えば、硝酸、塩酸、硫酸、クエン酸、リン酸、またはそれらの任意の組み合わせ）をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含む。この第４の方法では、出発ペクチン含有バイオマス材料は、オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクル等またはそれらの任意の組み合わせなどの柑橘類のベシクルを含むことができる。さらに、必須ではないが、第４の方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上または約４０重量パーセント以上であり得る。
【００７７】
第４の方法で製造された活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、しばしば非常に高い水結合能力を有し得、典型的には、約１４ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇまたは約４０ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇの範囲である。第４の方法で製造された活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、非常に高いクイック粘度（Ｑｖｉｓｃ）を有し得、しばしば約５０ｍＰａ・ｓ〜約４００ｍＰａ・ｓ、約１２０ｍＰａ・ｓ〜約３００ｍＰａ・ｓまたは約１５０ｍＰａ・ｓ〜約３００ｍＰａ・ｓの範囲である。
【００７８】
本明細書では、ペクチン含有バイオマス組成物およびその製造方法のいくつかの態様および実施形態を説明する。特定の態様または実施形態内で、異なる特徴の組み合わせを想定し得るように、主題の特徴を説明する。本明細書に開示されるありとあらゆる態様および／または実施形態および／または特徴について、本明細書に記載される設計、組成物、プロセス、または方法に悪影響を及ぼさないすべての組み合わせが考慮され、特定の組み合わせの明示的な説明の有無にかかわらず交換することができる。したがって、特に明記しない限り、本明細書で開示する任意の態様、実施形態または特徴を組み合わせて、本開示と一致する発明的な設計、組成物、プロセスまたは方法を説明することができる。
【００７９】
本発明では、いくつかのタイプの範囲が開示されている。あるタイプの範囲が開示または請求されている場合、その範囲が合理的に包含する可能性のあるそれぞれの可能な数を個別に開示または請求することを意図している。これには、その範囲のエンドポイントと、その中に含まれるサブ範囲およびサブ範囲の組み合わせが含まれる。
【００８０】
本明細書では、値または範囲は、「約」、「約」１つの特定の値〜および／または「約」別の特定の値として表され得る。そのような値または範囲が表される場合、開示される他の態様には、その列挙された特定の値、１つの特定の値〜および／または他の特定の値が含まれる。同様に、先行詞「約」を使用して値が近似値として表される場合、その特定の値が別の態様を形成することが理解される。さらに、そこに開示されるいくつかの値があり、各値は、値自体に加えて「約」その特定の値としても本明細書で開示されることがさらに理解されるであろう。態様において、「約」は、例えば、記載された値の１０％以内、記載された値の５％以内、または記載された値の２％以内を意味するために使用され得る。
【００８１】
濃度およびパーセントは、文脈がそうでないことを示さない限り重量パーセントである。
【００８２】
組成物および方法は、様々な構成要素またはステップを「含む」という観点で本明細書に記載されているが、特に明記しない限り、組成物および方法は様々な構成要素またはステップから「から本質的になる」または「からなる」こともできる。
【００８３】
用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、特に明記しない限り、複数の代替物、例えば少なくとも１つを含むことを意図している。
【００８４】
本教示を説明および定義するために、用語「実質的に」は、定量的比較、値、測定、または他の表現に起因する可能性がある固有の不確実性の程度を表すために本明細書で使用されることに留意されたい。用語「実質的に」は、問題の主題の基本機能に変化をもたらすことなく、定量的表現が述べられた参照から変化する程度を表すためにも本明細書で利用される。
【００８５】
本明細書に記載のものと類似または同等の任意の方法および材料を本発明の実施または試験に使用することができるが、典型的な方法および材料は本明細書に記載されている。
【００８６】
本明細書で言及されるすべての刊行物および特許は、例えば、ここで記載される発明に関連して使用され得る刊行物および特許に記載される構築物および方法論を説明および開示する目的で参照により本明細書に組み込まれる。
【実施例】
【００８７】
活性化ペクチン含有バイオマス組成物および方法は、以下の非限定的な例によりさらに理解され得る。これらは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物およびそのような活性化ペクチン含有バイオマス組成物を含む製品を製造するための記載された方法に加えられる異なる出発材料および機械的エネルギーの単なる例である。
【００８８】
以下のプロトコルを使用して、エステル化度（ＤＥ）、ガラクツロン酸（ＧＡ）度、見かけ粘度（ｍＰａ・ｓ）、固有粘度（ｄＬ／ｇ）、残留糖含量（％）、水結合（ｇ／ｇ）、ＳＡＧおよび回収率（％）を分析した。
【００８９】
・プロトコル１：エステル化度およびガラクツロン酸度の決定
エステル化度（ＤＥ）およびガラクツロン酸度（ＧＡ）は、ＦＡＯ  ＪＥＣＦＡ  Ｍｏｎｏｇｒａｐｈｓ  ４（２００７）に記載された方法の修正を使用して測定した。１００ｍＬの酸アルコール（１００ｍＬ  ５０〜６０％イソプロパノール＋５ｍＬ  発煙ＨＣｌ  ３７％）を、１０分間マグネチックスターラーで撹拌しながら、２．００ｇの粉砕した皮に加えた。混合物をろ過し、またはろ紙付きブフナー漏斗に通し、ビーカーを６×１５ｍＬの酸アルコールですすぎ、さらにろ過またはろ紙付きブフナー漏斗に通した。次に、ろ液を最初に約１０００ｍＬの５０〜６０％イソプロパノールで洗浄し、その後、約２×５０ｍＬの１００％イソプロパノールで洗浄した。次に、サンプルを１０５℃で約２．５時間乾燥させた。
【００９０】
約０．４０ｇの重さのサンプルを重複測定のために測定した（重複測定間の偏差は絶対値１．５％を超えてはならない、そうでなければ試験を繰り返した）。サンプルを、初めに約２ｍＬの１００％イソプロパノールで湿らせた。次に、マグネチックスターラーで撹拌しながら、約５０ｍＬの二酸化炭素を含まない水をその湿らせたサンプルに加えた。次に、指示薬またはｐＨメーター／オートビュレットを使用して、滴定によりサンプルを評価した。
【００９１】
指示薬を使用した滴定。
５滴のフェノールフタレイン指示薬をサンプルに加え、色の変化が観察されるまで０．１Ｎ  ＮａＯＨで滴定した（Ｖ１滴定値として記録する）。正確に１５分間撹拌しながら、かつ、ホイルで覆って、２０．０ｍＬの０．５Ｎ  ＮａＯＨを加えた。撹拌しながら、色が消えるまで、２０．０ｍＬの０．５Ｎ  ＨＣｌを加えた。次に、３滴のフェノールフタレイン指示薬を加え、色の変化が観察されるまで０．１  Ｎ  ＮａＯＨで滴定した（Ｖ２滴定値として記録する）。それぞれ２０ｍＬの０．５Ｎ  ＮａＯＨとＨＣｌの２つの部分のバランスの不正確さを補正するために、いわゆる「ブラインド測定」を行った（すなわち、１００ｍＬの脱イオン水を滴定を含むサンプル溶液と同じ方法で処理した）。最後の滴定結果をＢ１滴定値として記録した。次に、エステル化度とガラクツロン酸度を、以下の計算によって特徴付けた。
（ｉ）  Ｖｔ＝Ｖ１＋（Ｖ２−Ｂ１）
（ｉｉ）  ％ＤＥ（エステル化度）＝［（Ｖ２−Ｂ１）／Ｖｔ］×１００
（ｉｉｉ）  ％ＧＡ（ガラクツロン酸度）＝［１９４．１×Ｖｔ×Ｎ×１００］／洗浄および乾燥したサンプルの重量（ｍｇ）
式中、Ｎ＝滴定に使用した０．１Ｎ  ＮａＯＨについて補正された規定度
【００９２】
・プロトコル２：粘度の決定（ＶＩＳ）
ペクチンの２％溶液を、ヘキサメタリン酸ナトリウムを含む媒体中で２５℃で作る。粘度は、ｐＨを４．０に調節した後、ブルックフィールド粘度計タイプＬＶＴまたはＬＶＦで決定する。
【００９３】
装置は以下を含む：
１．分析バランス
２．ビーカー；４００ｍＬおよび２０００ｍＬ
３．マグネチックスターラーとテフロンコーティングされたスターラーバー
４．適切な組み合わせ電極を備えたｐＨメーター
５．円柱ガラス、直径５０±１ｍｍ
６．ブルックフィールド粘度計タイプＬＶＴまたはＬＶＦ
７．温度計、０〜１１０℃
８．メスフラスコ；２５０ｍＬおよび１０００ｍＬ
９．血清ピペット（または測定ピペット）；１０ｍＬ
【００９４】
使用した化学物質は、ヘキサメタリン酸ナトリウム（食品グレード）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）ｐ．ａ．、および１００％イソプロパノール（Ｃ３Ｈ８Ｏ）である。
【００９５】
１つの試薬は、以下のように調製したヘキサメタリン酸ナトリウム溶液であった：（ｉ）１１．１１ｇを２０００ｍＬビーカー中で９５０ｍＬ脱イオン水に分散させ、１５分間撹拌する；（ｉｉ）その溶液を定量的に１０００ｍＬメスフラスコに移し、脱イオン水で１０００ｍＬに満たす；（ｉｉｉ）１５分間撹拌する。ヘキサメタリン酸ナトリウムが完全に溶解しない場合は、新しい溶液を準備すべきである。２番目の試薬は、次のように調製した炭酸水素ナトリウム溶液であった：（ｉ）８４．０１ｇを脱イオン水に溶解し、（ｉｉ）脱イオン水で１０００ｍＬまで満たす。
【００９６】
手順は以下の通りであった。
１．重量４．００ｇのサンプルを量り、風袋を測ったマグネチックスターラーバーを含む４００ｍＬのビーカーに移す。
２．血清ピペットを使用して、イソプロパノール１０．０ｍＬを加えてペクチンを湿らせる。ビーカーをマグネチックスターラーの上に置く。
３．撹拌しながら、ペクチン分散液にヘキサメタリン酸ナトリウム溶液１８０ｍＬを加える。約７００ｒｐｍで１時間撹拌を続ける。
４．ｐＨ電極をペクチン溶液に入れる。炭酸水素ナトリウム溶液を滴下して、ｐＨを３．９５〜４．０５に調節する。
５．脱イオン水を加えて、ペクチン溶液の正味重量を２００．０ｇに調節する。
６．ペクチン溶液をシリンダーガラスに移す。適切な冷却または加熱浴に溶液を含むシリンダーガラスを入れて温度を２５℃に調節する。
７．スピンドルＮｏ．３を６０ｒｐｍで使用して、ブルックフィールド粘度計タイプＬＶＴまたはＬＶＦで見かけ粘度を測定する。６０秒間回転した後、目盛りで０．５の精度で読み取る。
【００９７】
・プロトコル３：固有粘度と回収率の決定
約４０ｍｇのサンプルを秤量し、１００μＬのエタノールに分散させた。流出液４０ｍＬを加え、７５±２℃のブロックヒーター内でマグネチックスターラーを使用して混合物を３０分間撹拌した。
【００９８】
ＦＩＰＡ（安全性：０．３Ｍ酢酸リチウム緩衝液）の１０リットルの流出液用の流出液の調製は以下の通りであった：
１．約３ＬのＭｉｌｌｉ−Ｑ水を５０００ｍＬの目盛り付きビーカーに注ぐ。
２．マグネチックスターラーバーを追加し、マグネチックスターラー上に置いて、すべての添加中に適切な渦を生成する。
３．水酸化リチウム一水和物１２５．６ｇを計量ボートに量り入れ、その目盛り付きビーカーに定量的に移す。
４．アジ化ナトリウム０．２０ｇを計量ボートに量り入れ、その目盛りビーカーに定量的に移す。
５．氷酢酸３６０．４ｇを５００ｍＬビーカーに量り入れ、その目盛り付きビーカーに定量的に移す。
６．化学物質３つがすべて溶解したら、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ水を５０００ｍＬまで加え、５分間撹拌を続ける。
７．その内容物を圧力容器に注ぐ。
８．総容量５０００ｍＬのＭｉｌｌｉ−Ｑ水で圧力容器に移したその目盛り付きビーカーをすすぎ、合計１０Ｌの流出液を生成する。
９．ザルトリウスのＳａｒｔｏｐｏｒｅ  ２フィルター（０．４５＋０．２μｍ）を備えた圧力ろ過ユニットを使用して、その液体をろ過する。
１０．調製後、緩衝液のｐＨを確認する。ｐＨは、４．６±０．１でなければならない。
【００９９】
サンプルを５℃の水浴に移して５分間室温まで冷却する。サンプルには不溶性物質が含まれているため、自動サンプラーバイアルに移す前に手動で溶解してろ過（０．４５μｍフィルター）する必要がある。次に、サンプルの固有粘度をサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）を使用して決定した。分子は、４つの検出器（屈折率検出器、直角レーザー光散乱検出器、低角レーザー光散乱検出器および粘度検出器）を通過するクロマトグラフィーカラムからの流出液を用いたゲル浸透クロマトグラフィーによってサイズに応じて分離した。Ｖｉｓｃｏｔｅｋソフトウェアは、粘度検出器と屈折率検出器からの検出器信号を固有粘度に変換した。
【０１００】
ＶｉｓｃｏｔｅｋポンプＶＥ１１２２溶媒送達システムを搭載したＶｉｓｃｏｔｅｋ  ＴＤＡ  ３０２  ＦＩＰＡ機器を、サンプル調製モジュールを備えたサーモセパレーション製品オートサンプラーＡＳ３０００とともに使用した。カラムは、データ収集と計算のためにＯｍｎｉＳＥＣソフトウェアを備えたコンピューターに接続されたＴｈｅｒｍｏ  ＢｉｏＢａｓｉｓ  ＳＥＣ６０（１５０×７．８ｍｍ）を備えていた。オートサンプラーでの実行時間を１０分に設定し、２５μＬのフルループインジェクションを使用した。Ｖｉｓｃｏｔｅｋ  ＴＤＳ  ３０２  ＦＩＰＡ装置は、サンプル中の可溶性ペクチンの濃度を自動的に測定し、ペクチンの回収率を提供する。
【０１０１】
・プロトコル４：残留糖含有量の決定
試料１０ｇを６００ｍＬのガラスビーカーで測定した。２００ｍＬの５０％イソプロパノールをサンプルに添加し、室温でマグネットスターラー上で４時間撹拌した。混合物をろ紙付き真空駆動ブフナー漏斗に移し、そのビーカーを２５０ｍＬの５０％イソプロパノールですすいで、そのろ紙付きブフナー漏斗を通るサンプルの移動および洗浄を確実にした。その後、サンプルを乾燥キャビネットで６５〜７０℃で一晩（最低１２時間）乾燥させた。次に、その乾燥サンプルの重量を決定し、残留糖を計算した：
残留糖＝［（乾燥サンプルの重量−乾燥、洗浄したサンプルの重量）×１００］／乾燥サンプルの重量
【０１０２】
・プロトコル５：水結合能力の決定
水結合能力は、Ｋａｅｌ  ＥｇｇｉｅのＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｎ  ｅｘｔｒｕｄｅｄ  ｆｌａｘ−ｂａｓｅｄ  ｆｅｅｄ  ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ（２０１０）に記載されているＡＡＣ  ５６−３０．０１法の修正版によって測定した。材料１．０ｇを５０ｍＬの遠心分離管に加え、重量を測定した。脱イオン水を小さな未測定の増分でその遠心管に添加し、各添加後に混合物が完全に濡れるまで撹拌した。管とその内容物を撹拌し、室温で１０分間、３０００ｒｐｍで遠心分離した。上清を廃棄し、上清が現れない場合は、さらに水を加えて遠心分離を繰り返した。管と容器の最終質量を記録し、水結合能力（ＷＢＣ）を次の式で計算した：
水結合能力＝［（管質量＋沈殿物質量）−（管質量＋サンプル質量）］／サンプル質量
【０１０３】
・プロトコル６：ＳＡＧの決定
この方法は、ポテトマッシャーの代わりにメカニカルスターラーの使用に変更したこと以外は、ペクチン標準化に関するＩＦＴ委員会の方法５−５４と同一である。
【０１０４】
装置は、以下を備えていた：
１．分析バランス
２．ラボ計量器（最大荷重３〜５ｋｇ、精度０．２ｇ）
３．ステンレス製ソースパン、１．５Ｌ、直径１５ｃｍ
４．電気ホットプレート、直径１５ｃｍ、１５００Ｗ
５．撹拌モーター、調整可能な速度、５００〜１０００ｒｐｍ
６．撹拌シャフト（ＨＥＴＯ、記事番号０００２４０、図面番号０００４２５９）
７．ビーカー（１０００ｍｌおよび１５０ｍｌ）
８．ヘラ
９．ストップウォッチ
１０．温度計、１００℃
１１．ｐＨメーター
１２．ＳＡＧガラスとテープ
１３．Ｒｉｄｇｅｌｉｍｅｔｅｒ
１４．ワイヤーチーズスライサー
１５．屈折計
１６．恒温器
【０１０５】
使用した化学物質は、糖、酒石酸（溶液１リットル当たり４８８ｇ）、および脱イオン水であった。
【０１０６】
ゼリーの調製は以下の通りであった：
１．糖６５０−（６５０／ｘ）ｇを１０００ｍｌのビーカーに秤量する。ここで、ｘは、サンプルの硬さを想定。
２．その秤量した糖２０〜３０ｇを乾燥した１５０ｍｌビーカーに移し、秤量したサンプルを加える（ゼリーで使用するサンプルの重量は６５０ｇ／想定グレードと表される）。
３．ビーカー中でスパチュラで撹拌して、サンプルと糖を完全に混ぜる。
４．脱イオン水／蒸留水４１０ｍｌを、風袋を計った１５００ｍｌのステンレス製のソースパンに注ぎ、スターラーシャフトをそれに入れる。１０００ｒｐｍで撹拌しながら、サンプル／糖混合物を水に一度に注ぐ。可能な限り速く、サンプル／糖溶液を水に浸し、小さなビーカー内のサンプル／糖の痕跡をソースパンに移すことが重要である。
５．撹拌を２分間続ける。
６．その２分後、予熱した電気ホットプレートにソースパンを置き、５００ｒｐｍで撹拌する。
７．内容物が完全に沸騰したら、残りの糖を追加し、糖が溶解し、ゼリーバッチの正味重量が１０１５ｇになるまで加熱と撹拌を続ける。電気ホットプレートは、ゼリーを加熱する合計時間が５〜８分（全負荷、１５００Ｗ）になるように設定すべきである。
８．ラボ計量器で１０１５ｇのバッチを計量した後、テーブル上で１分間放置する。次に、中身がちょうど溢れるくらいにソースパンを傾けて、泡をすばやく取り除く。温度計をバッチに入れ、温度が正確に９５℃に達するまで穏やかに撹拌を続ける。
９．そのバッチを、それぞれ１．７５〜２．２５ｍｌの酒石酸溶液を含み、縁の上約１ｃｍまで満たすことができるように接着テープを備えた２つの予め用意したＳＡＧガラスにすばやく注ぐ。
１０．その１５分後、ガラスに蓋をし、温度が３０〜３５℃に達したら、ガラスを２５±３℃の恒温器に２０〜２４時間置く。
【０１０７】
ゼリーの特性を次のように測定した：
１．ゼリーを２０〜２４時間保管した後、ガラスの蓋を外し、テープを取り外す。ワイヤーチーズスライサーを使用して、最上層を切断して廃棄した。
２．次に、ガラスからゼリーを慎重に回転させて、Ｒｉｄｇｅｌｉｍｅｔｅｒを備えた正方形のガラスプレート上の反転位置にする。
３．ゼリーをガラスプレート上に置いたら、ストップウォッチを開始する。ゼリーが片側にわずかに傾いた場合、これはガラスプレートを反対方向に静かに傾けることで修正した。
４．プレートとゼリーをＲｉｄｇｅｌｉｍｅｔｅｒのベースに慎重に置き、ゼリーがマイクロメータースクリューの下の中央にくるようにする。その後、ゼリーの表面近くにスクリューをねじ込む。
５．ストップウォッチを開始してから２分後に、マイクロメーターのスクリューの先端をゼリーの表面に接触させ、Ｒｉｄｇｅｌｉｍｅｔｅｒの読み取り値を最も近い０．１に記録する。
６．ｐＨを測定する。ｐＨは、２．２〜２．４でなければならない。それ以外の場合は、サンプルを再テストする必要がある。
【０１０８】
サンプルのゼリーグレードは、以下のように計算する：
１．  Ｒｉｄｇｅｌｉｍｅｔｅｒの較正表を使用して、Ｒｉｄｇｅｌｉｍｅｔｅｒの読み取り値を係数１に変換する（図１を参照）。
２．可溶性固形物補正表を使用して、測定した可溶性固形物を係数２に変換する（図２を参照）。
３．テストの想定グレードに補正係数を掛けると、次の式を使用して真のグレードが得られる：
想定グレード×係数１×係数２＝真のグレード
【表３】
2021532734.tif 000007
【表４】
2021532734.tif 000008
【０１０９】
・例１
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。その乾燥アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を、その後、サンプル１、２、３および４の４つのサンプルに分割した。
【０１１０】
サンプル１（活性化した／機械的エネルギーなし）：アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料２，５００グラム（乾燥分）を、機械的エネルギーにかけることなく、その材料を６０℃で１時間アルコールおよび酸と接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：２５００グラム乾燥皮、２５０ｍＬ  ６２％硝酸；２０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。従来の方法で、つまり機械的エネルギーを使用なしで活性化した後、サンプルを２５℃に冷却して排出した。次に、排出したサンプルを１００Ｌの６０％イソプロピルアルコールで洗浄し、６５℃の熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１１１】
サンプル２（活性化した／機械的エネルギー）：アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料１０００グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下で７０℃で１時間、その材料をアルコールおよび酸と接触させることにより、活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出で使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１１２】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、容器（ＫＯＦＡ  ＡｐＳ、体積２５Ｌ）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１１３】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して３．５にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間行った。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１１４】
サンプル３（非活性化／機械的エネルギーなし）：３０グラム（乾燥分）のアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を、２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１１５】
サンプル４（非活性化／機械的エネルギー）：３０グラム（乾燥分）のアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を３Ｌの脱イオン水に懸濁し、次いでホモジナイザー（ＡＰＶ  Ｒａｎｎｉｅ  １０００ホモジナイザー、タイプ１２．５０、登録番号１１３、デンマーク、コペンハーゲン）に３００ｂａｒで２回通して、サンプル２と同等の機械的エネルギーを与えた。均質化したサンプルを６Ｌの１００％イソプロパノールと混合し、６０μのナイロン布で排水した。次に、排出したサンプルを６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させ、その後、乾燥させたサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１１６】
乾燥した、伝統的な水で洗浄したオレンジの皮が得られ、４つのサンプル、すなわちサンプル５、６、７、および８に分割した。
【０１１７】
サンプル５（活性化／機械的エネルギーなし）：５００グラム（乾燥分）の水洗した出発ペクチン含有バイオマス材料を、その材料を機械的エネルギーにかけることなく、１５Ｌの６０％エタノールおよび５０ｍＬの６２％硝酸と６５℃で２時間接触させることにより活性化した。従来の方法で、つまり機械的エネルギーを使用せずに、活性化した後、サンプルを２５℃に冷却してから排出した。次に、排出したサンプルを１０％炭酸ナトリウムでｐＨを４．０に調節した１５Ｌの６０％エタノールで洗浄し、次いで、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１１８】
サンプル６（活性化／機械的エネルギー）：１０００グラム（乾燥分）の水洗した出発ペクチン含有バイオマス材料を、その材料を１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下で３０Ｌの６０％エタノールおよび１００ｍＬの６２％硝酸と７０℃で１時間接触させることにより活性化した。
【０１１９】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、容器（ＫＯＦＡ  ＡｐＳ、体積２５Ｌ）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１２０】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの６０％エタノール中で５分間行った。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１２１】
サンプル７（非活性化／機械的エネルギーなし）：３０グラム（乾燥分）の水洗した出発ペクチン含有バイオマス材料を２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１２２】
サンプル８（非活性化／機械的エネルギー）：３０グラム（乾燥分）の水洗した出発ペクチン含有バイオマス材料を３Ｌの脱イオン水に懸濁し、次いでホモジナイザー（ＡＰＶ  Ｒａｎｎｉｅ  １０００ホモジナイザー、タイプ１２．５０、登録番号１１３、デンマーク、コペンハーゲン）に３００ｂａｒで２回通して、サンプル２と同等の機械的エネルギーをサンプルに与えた。均質化したサンプルを６Ｌの１００％イソプロパノールと混合し、６０μのナイロン布で排水した。次に、排出したサンプルを６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させ、その後、乾燥させたサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１２３】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、残留糖含量（サンプルの重量％）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、サンプルのガラクツロン酸度（ＧＡ）、ｐＨ４の２％溶液／分散液中のサンプルの見かけ粘度（ＶＩＳ）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／乾燥分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表５】
2021532734.tif 000009
【０１２４】
表５に示すように、機械的エネルギー下で活性化したアルコール洗浄したサンプルは、機械的エネルギーがなく、活性化した類似のサンプルよりも高い見かけ粘度を有する。実際、機械的エネルギーを受けたすべてのサンプルの見かけ粘度は、機械的エネルギーを受けなかった類似のサンプルの見かけ粘度よりも大きかった。
【０１２５】
さらに説明されるように、機械的エネルギーにかけたサンプルは、より大きなペクチン回収率も有する。この結果は驚くべきことである。なぜなら、出発ペクチン含有バイオマス材料を乾燥分１ｋｇ当たり１，２００キロジュールを超える機械的エネルギーにさらすと、活性化溶液の分離を起こす形に材料が破壊または崩壊し、また、そこからのペクチンの抽出が困難になり、したがって望ましくないペクチン収量の減少を生じると従来は考えられていたためである。
【０１２６】
サンプル２のコイルオーバーラップパラメーターは、アルコール洗浄して、続いて機械的エネルギー下で活性化したペクチン含有組成物が最も望ましい機能を有することを示している。
【０１２７】
・例２
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。その乾燥アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を、その後、サンプル１および２の２つのサンプルに分割した。
【０１２８】
サンプル１（アルコール洗浄した／活性化した）：アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料１，０００グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下でその材料を７０℃で１時間アルコールおよび酸と接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１２９】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、容器（ＫＯＦＡ  ＡｐＳ、体積２５Ｌ）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１３０】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して３．５にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間行った。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１３１】
サンプル２（アルコール洗浄した／活性化した）：サンプル２を温度４０℃で活性化したこと以外は、サンプル１と同様にサンプル２を調製した。
【０１３２】
乾燥した、従来の水洗したオレンジの皮を得て、２つのサンプル、サンプル３および４に分割した。
【０１３３】
サンプル３（水洗／活性化）：水洗した出発ペクチン含有バイオマス材料１０００グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下でその材料を３０Ｌの６０％エタノールおよび１００ｍＬの６２％硝酸と７０℃で１時間接触させることにより活性化した。
【０１３４】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、容器（ＫＯＦＡ  ＡｐＳ、体積２５Ｌ）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１３５】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの６０％エタノール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１３６】
サンプル４（水洗した／活性化した）：サンプル４を温度４０℃で活性化したこと以外は、サンプル３と同様にサンプル４を調製した。
【０１３７】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、残留糖含量（サンプルの重量％）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、サンプルのガラクツロン酸度（ＧＡ）、見かけ粘度（サンプルを溶解または分散した溶液の）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表６】
2021532734.tif 000010
【０１３８】
サンプルは、機能特性の見かけ粘度が、４０℃で処理されたものよりも７０℃で機械的処理を受けたサンプルではるかに高いことを示している。これは、４０℃よりも高い温度で出発ペクチン含有バイオマス材料を処理すると、４０℃よりも低い温度で処理した材料と比較して、材料の機能が向上することを示している。
【０１３９】
・例３
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、乾燥したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。その乾燥アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を、その後、サンプル１および２の２つのサンプルに分割した。
【０１４０】
サンプル１（乾燥／機械的エネルギーなし）：アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料２，５００グラム（乾燥分）を、機械的エネルギーにかけることなく、その材料を７０℃で１時間アルコールおよび酸と接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：２５００グラム乾燥皮、２５０ｍＬ  ６２％硝酸；２０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。従来の方法で、つまり機械的エネルギーを使用せずに、活性化した後、サンプルを２５℃に冷却してから排出した。次に、排出したサンプルを１００Ｌの６０％イソプロピルアルコールで洗浄し、次いで、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１４１】
サンプル２（乾燥／機械的エネルギー）：アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料１０００グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下でその材料をアルコールおよび酸と７０℃で１時間接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１４２】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、容器（ＫＯＦＡ  ＡｐＳ、体積２５Ｌ）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１４３】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して３．５にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１４４】
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、湿潤したプレスしたアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。
【０１４５】
サンプル３（湿潤／機械的エネルギー）：湿潤したプレスしたアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料９５０グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下でその材料をアルコールおよび酸と７０℃で１時間接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１４６】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１４７】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して３．５にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１４８】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、残留糖含量（サンプルの重量％）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、サンプルのガラクツロン酸度（ＧＡ）、見かけ粘度（サンプルを溶解または分散した溶液の）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表７】
2021532734.tif 000011
【０１４９】
表７に示すように、機能的特性の見かけ粘度は、出発ペクチン含有バイオマス材料が洗浄されたがその後乾燥されなかったサンプルにおいてはるかに高い。これは、特定の例では、活性化（出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化溶液と接触させ、その混合物を機械的エネルギーにかける）の前に、洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥を避けることが望ましい場合があることを示している。また、表に示すように、機能特性ＳＡＧは、機能特性の粘度と同じパターンに従う。
【０１５０】
・例４
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、乾燥したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。
【０１５１】
サンプル１：アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料１，０００グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下でその材料を７０℃で１時間アルコールおよび酸と接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１５２】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、容器（ＫＯＦＡ  ＡｐＳ、体積２５Ｌ）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１５３】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して３．５にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを粉砕し、すべてのサンプルが同じメッシュサイズになるように、１００ミクロンのスクリーンでふるいにかけた。
【０１５４】
サンプル２：米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、湿潤したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。
【０１５５】
湿潤したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料９５０グラム（乾燥分）を、１０，８００キロジュールの機械的エネルギー下でその材料を７０℃で１時間アルコールおよび酸と接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１５６】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、５，２００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１５７】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して３．５にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを粉砕し、すべてのサンプルが同じメッシュサイズになるように、１００ミクロンのスクリーンでふるいにかけた。
【０１５８】
４つの比較サンプルも得て、すべてを１００ミクロンのふるいでふるい分けした。これらの比較サンプルは、以下の表に示すように市販の柑橘繊維製品であった。
【表８】
2021532734.tif 000012
【０１５９】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、残留糖含量（サンプルの重量％）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、サンプルのガラクツロン酸度（ＧＡ）、見かけ粘度（サンプルを溶解または分散した溶液の）、サンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）およびサンプルのＳＡＧを測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表９】
2021532734.tif 000013
【０１６０】
表９に示すように、比較サンプルのいずれも、より大きいコイルオーバーラップパラメーターを有さず、したがって、サンプル１〜２と比較して、機能性はより低い。さらに、サンプル１〜２は、見かけ粘度と水結合能力が大きく、比較サンプルとは異なり、ゲル化能力を有する。これらの結果は、従来のペクチン含有バイオマス組成物と比較した本開示の例示的なペクチン含有バイオマス組成物の機能的優位性を示している。
【０１６１】
・例５
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、次いで、６５℃で１０時間乾燥し、乾燥したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料（５〜１０％残留水分）を形成した。
【０１６２】
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、湿潤したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料（３５〜４５％乾燥分）を形成した。
【０１６３】
前処理サンプル（サンプル１〜４）：各サンプルについて、１０００グラム（乾燥分）の乾燥したアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料と活性化溶液（１００ｍＬ  ６２％硝酸：３０Ｌ  ６０％アルコール）との混合物を、室温で１回Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｈｅａｒ  Ｍｉｌｌ（ＢＳＭ）（モーターサイズが１５ＨＰ（１１ｋＷ）および外径１インチ（２５ｍｍ）のモデルＢＳＭ−２５）を通して前処理した。次に、各サンプルについて前処理混合物をさらに処理した。Ｂｏｓｔｏｎ  Ｓｈｅａｒ  Ｍｉｌｌによってサンプル１、２、３および４に与えた機械的エネルギーの量は、ＢＳＭの効果とサンプルの処理時間から計算した。サンプル１および２について、ＢＳＭで３３リットルを処理する時間は、１２５秒だった；サンプルに追加されたエネルギーは、１１ｋＷ×１２５秒、つまり１３８０キロジュールだった。サンプル３と４について、流量はより高く、処理時間はわずか６３秒だった。したがって、追加されるエネルギーは６９０キロジュール（乾燥分１ｋｇ当たり）だった。
【０１６４】
サンプル２およびサンプル４：各サンプルについて、前処理した混合物を閉じたプラスチックバッグに移し、機械的入力なしで３〜４時間６５℃に置いた。その後、サンプルを排出し、ｐＨ４で８０％イソプロピルアルコール２０Ｌで洗浄した。その後、サンプルを排出し、プレスし、乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１６５】
サンプル１およびサンプル３：各サンプルについて、前処理した混合物（材料、アルコールおよび酸）をさらに処理した。機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から６５℃を維持しながら管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、１０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、１，０００Ｌ／時で５０分間（３０００秒）、加熱（１５分）と冷却（１５分）を含めて連続的に再循環した。
【０１６６】
ポンプモーターは、５０Ｈｚで２ｋＷである；１０Ｈｚでは、効果はわずか０．４ｋＷである；サンプル１および３に与えられたエネルギーは、０．４ｋＷ×３０００秒、すなわち１２００キロジュール（乾燥分１ｋｇ当たり）であった。
【０１６７】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して４にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを粉砕し、２５０ミクロンのスクリーンでふるいにかけた。
【０１６８】
前処理なしサンプル：各サンプルについて、乾燥したアルコール洗浄した１０００グラム（乾燥分）と活性化溶液（６２％硝酸１００ｍＬ：６０％アルコール３０Ｌ）との混合物を処理した。機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から６５℃を維持しながら管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、異なる周波数で異なる時間動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して、１，０００Ｌ／時で連続的に再循環した。
【０１６９】
機械的エネルギー下で活性化した後、サンプル混合物を１５℃に冷却し、次いでＶｉｎｃｅｎｔプレス（モデルＣＰ−４）を使用して排出した。次いで、排出されたサンプルを従来通りに２回洗浄し、各洗浄は、１０％炭酸ナトリウムを使用して４にｐＨ調節した３０Ｌの６０％イソプロピルアルコール中で５分間洗浄した。洗浄したサンプルは、その後、６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥した。次に、乾燥したサンプルを粉砕し、２５０ミクロンのスクリーンでふるいにかけた。
【０１７０】
前処理なしサンプルの処理パラメーターを以下の表に要約する：
【表１０】
2021532734.tif 000014
【０１７１】
サンプル８：１，０００（乾燥分）のアルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を、機械的エネルギーにさらすことなく、その材料を６５℃で３〜４時間アルコールおよび酸と接触させることにより活性化した。使用した酸の量は、乾燥皮抽出に使用される酸の量に対応するように選択した（０．１ｍＬ酸／グラム  皮）：１０００グラム乾燥皮、１００ｍＬ  ６２％硝酸；３０Ｌ  ６０％イソプロピルアルコール。
【０１７２】
従来の、すなわち、機械的エネルギーなしの活性化後、サンプルを２５℃に冷却し、次に排出した。次に、排出したサンプルを、１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの８０％イソプロパノールで３０分間、従来通り洗浄した。次に、洗浄した皮を６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１７３】
各サンプルに与えた機械的エネルギーの総量を以下の表に要約する：
【表１１】
2021532734.tif 000015
【０１７４】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、見かけ粘度（サンプルを溶解または分散した溶液の）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表１２】
2021532734.tif 000016
【０１７５】
表に示すように、サンプルに与えられる機械的エネルギーの量が乾燥分１ｋｇ当たり１，５００キロジュールを超える場合、コイルオーバーラップパラメーターは２より大きく、したがって５００ｍＰａ・ｓを超える見かけ粘度を有する。
【０１７６】
・例６
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。
【０１７７】
サンプル１〜３（加熱および機械的エネルギー）：各サンプルについて、１，０００グラム（乾燥分）のアルコール洗浄した、プレスした皮と活性化溶液（１００ｍＬの６２％硝酸：３０Ｌ  ６０％アルコール）との混合物を以下のように処理した。
【０１７８】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から７０℃を維持しながら管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、ローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって（サンプル１では４０Ｈｚで、加熱と冷却を含め５０分間（３０００秒）動作；サンプル２では４０Ｈｚ、加熱と冷却を含め９０分間（５４００秒）動作；サンプル３では５０Ｈｚで、加熱と冷却を含め５０分間（３０００秒）動作）容器に戻して連続的に再循環した。
【０１７９】
排出したサンプルを、１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの８０％イソプロパノールで３０分間、従来通り洗浄した。次に、洗浄した皮を６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１８０】
サンプル４〜９（機械的エネルギー後の加熱）：各サンプルについて、１，０００グラム（乾燥分）のアルコール洗浄した、プレスした皮と活性化溶液（１００ｍＬの６２％硝酸：３０Ｌ  ６０％アルコール）との混合物を、サンプル１〜３で説明したように処理したが、プロセスは２５℃で実行し、ポンプは５０Ｈｚで動作した。サンプル４〜６は、すべて２０分間（１２００秒）処理し、サンプル７〜９は、６０分間（３６００秒）処理した。機械的処理後、混合物を、皮と活性化溶液に分離した。活性化溶液を撹拌容器中で７０℃に加熱し、皮をその容器に加えた。７０℃での加熱時間は、５分（サンプル４）、２０分（サンプル５）、６０分（サンプル６）、５分（サンプル７）、２０分（サンプル８）および６０分（サンプル９）であった。
【０１８１】
排出したサンプルを、１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの８０％イソプロパノールで３０分間、従来通り洗浄した。次に、洗浄した皮を６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１８２】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、見かけ粘度（サンプルを溶解または分散した溶液の）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表１３】
2021532734.tif 000017
【０１８３】
上の表に示すように、得られた活性化ペクチン含有バイオマス組成物の機能性は、出発ペクチン含有バイオマス材料および活性化溶液の混合物を機械的エネルギーにかける間またはその後に、その混合物を加熱するか否かによって必ずしも影響されない。したがって、適切な活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、混合物がいつ、すなわち、機械的エネルギー処理中または後のいずれかで加熱されるかに関係なく、提供することができる。
【０１８４】
・例７
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスと乾燥して、乾燥アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。
【０１８５】
各サンプルについて、１，０００グラム（９５％乾燥分）のアルコール洗浄した、乾燥した皮と活性化溶液（１５０ｍＬの６２％硝酸：３０Ｌ  ６０％アルコール）との混合物を以下のように処理した。
【０１８６】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から５５℃（サンプル１）、６５℃（サンプル２）または７５℃（サンプル３）を維持しながら管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して３０分間連続的に再循環した。
【０１８７】
排出したサンプルを、１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの８０％イソプロパノールで３０分間、従来通り洗浄した。次に、洗浄した皮を６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１８８】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）、見かけ粘度（サンプルを溶解または分散した溶液の）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を以下の表にまとめる。
【表１４】
2021532734.tif 000018
【０１８９】
上の表に示すように、得られた活性化ペクチン含有バイオマス組成物の機能性は、活性化の温度によって影響される。活性化の温度が高くなると、ＩＶは、低下する傾向がある一方、回収率、コイルオーバーラップ、見かけ粘度および水結合は、増大する傾向がある。ＤＥは、実質的に一定のままである。
【０１９０】
・例８
米国特許第８，３２３，５１３号に記載の方法を使用して、新鮮なオレンジの皮をアルコールで洗浄し、次いで手でプレスし、続いて２回目の連続洗浄／プレスして、アルコール洗浄した出発ペクチン含有バイオマス材料を形成した。
【０１９１】
各サンプルについて、１，０００グラム（乾燥分）のアルコール洗浄した、プレスした皮と３０Ｌ  ６０％アルコール中に異なる濃度の６２％硝酸を含む活性化溶液との混合物を以下のように処理した。
【０１９２】
機械的エネルギーは、サンプル混合物（材料、アルコールおよび酸）の一定の再循環ポンピングによって誘導した。より具体的には、サンプル混合物は、２５Ｌのステンレス容器（撹拌なし）から５５〜７５℃を維持しながら管熱交換器（長さ３メートル；外径６インチ；内管２インチ；それぞれ直径１．５インチ）を通して、４０〜５０Ｈｚで動作するローブポンプ（ＡＰＶ、ＣＬ／１／０２１／１０）によって容器に戻して５〜６０分間連続的に再循環した。
【０１９３】
排出したサンプルを、１０％炭酸ナトリウムを使用して４．０にｐＨ調節した３０Ｌの８０％イソプロパノールで３０分間、従来通り洗浄した。次に、洗浄した皮を６５℃の加熱キャビネットで１０時間乾燥させた。次に、乾燥したサンプルを２５０ミクロンの粒子サイズに粉砕した。
【０１９４】
回収率（サンプル中の可溶性ペクチンの％）、固有粘度（サンプルから抽出されたペクチンの）、サンプル中のペクチンのエステル化度（ＤＥ）およびサンプルの水結合能力（水のグラム／固形分のグラム）を測定し、コイルオーバーラップパラメーターを計算した。結果を、酸、温度、エネルギー投入量および処理時間の影響に関して、以下の表にまとめる。
【表１５】
2021532734.tif 000019
【０１９５】
表１５に示すように、一定の酸濃度および温度で処理時間を変えると、処理時間が長くなるとＩＶは、やや減少する傾向があり、処理時間を長くすると回収率は、やや増加する傾向があり、コイルオーバーラップは、処理時間とは無関係に実質的に一定のままであり、ＤＥと水結合は、実質的に一定のままである。
【表１６】
2021532734.tif 000020
【０１９６】
表１５に比べて表１６に示すように、低い酸濃度および低い温度で処理時間を変えると、処理時間が長くなるとＩＶは、やや減少する傾向があり、処理時間を長くすると回収率は、やや増加する傾向があり、コイルオーバーラップは、処理時間とは無関係に実質的に一定のままであり、ＤＥは、実質的に一定のままである。しかし、処理時間が長くなると、水結合は、増大する傾向がある。
【表１７】
2021532734.tif 000021
【０１９７】
表１７に示すように、一定の酸濃度および一定の低い処理温度で、処理時間を変化させると、ＩＶは、５〜６０分の範囲の処理時間でかなり一定のままであり、処理時間を長くすると回収率は、増加し、処理時間を長くするとコイルオーバーラップは、増大し、およびＤＥと水結合は、実質的に一定である。
【表１８】
2021532734.tif 000022
【０１９８】
表１８に示すように、高い酸濃度およびさらに低い処理温度で処理時間を変化させると、ＩＶは、短い処理時間で減少する傾向があり、処理時間を長くすると回収率は、増加する傾向があり、処理時間を長くするとコイルオーバーラップは、増大する傾向があり、およびＤＥと水結合は、５〜６０分の範囲の処理時間で実質的に一定のままである。
【表１９】
2021532734.tif 000023
【０１９９】
表１９に示すように、一定の温度および処理時間で酸濃度が増加すると、ＩＶは低下し、回収率は増加し、コイルオーバーラップは増大し、ＤＥは減少し、水結合は増大する。
【０２００】
したがって、これらの結果は、酸濃度、処理温度および処理時間を変更して、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の処理を最適化するための多くの選択肢を提供し得ることを示している。
【０２０１】
酸濃度は、乾燥分１ｋｇ当たり５０〜２５０ｍｌの６２％硝酸の範囲、好ましくは、乾燥分１ｋｇ当たり１００〜２５０ｍｌの６２％硝酸の範囲、より好ましくは、乾燥分１ｋｇ当たり１５０〜２５０ｍｌの６２％硝酸の範囲である。
【０２０２】
処理温度は、５５〜７５℃、好ましくは６５〜７５℃、より好ましくは７０〜７５℃の範囲である。
【０２０３】
処理時間は、５〜６０分、好ましくは１５〜６０分、より好ましくは２０〜６０分の範囲である。
【０２０４】
理想的な組み合わせは、乾燥分１ｋｇ当たり酸濃度１５０ｍｌの６２％硝酸（濃硝酸）、処理温度７０℃、処理時間１５分であり、より低い温度が望まれる場合、より高い酸濃度を適用し得る。
【０２０５】
・例９
この例は、異なる出発ペクチン含有バイオマス材料の使用、およびペクチン抽出プロセスについて出発材料として使用し得る活性化ペクチン含有バイオマス組成物の得られる特性を実証する。
【０２０６】
リンゴをプレスした。プレスした搾りかすに６３％イソプロパノールを添加し、次いでその搾りかすを５分間洗浄し、プレスした。１つのサンプルを８０％イソプロパノールでもう一度洗浄し、プレスし、乾燥キャビネットで乾燥させた。他のサンプルについては、１ｋｇのプレスしたリンゴ搾りかすの固形分と２４ｋｇの６０％イソプロパノールとを混合した。乾燥分１ｋｇ当たり１００ｍＬの濃硝酸を加えた。小型ローブポンプで循環しながら、それを７０℃で６０分間活性化した。活性化後、搾りかすをプレスした。次に、それを６０％イソプロパノールで洗浄し、プレスした。次に、それを８０％イソプロパノールで洗浄し、プレスして乾燥した。
【０２０７】
キクイモをプレスした。プレスした搾りかすに６３％イソプロパノールを添加し、その搾りかすを５分間洗浄し、プレスした。１つのサンプルを８０％イソプロパノールでもう一度洗浄し、プレスし、乾燥キャビネットで乾燥させた。他のサンプルについては、１ｋｇのプレスしたリンゴ搾りかすの固形分と２４ｋｇの６０％イソプロパノールとを混合した。乾燥分１ｋｇ当たり１００ｍＬの濃硝酸を加えた。小型ローブポンプで循環しながら、それを７０℃で６０分間活性化した。活性化後、搾りかすをプレスした。次に、それを６０％イソプロパノールで洗浄し、プレスした。次に、それを８０％イソプロパノールで洗浄し、プレスして乾燥した。
【０２０８】
オレンジをプレスした。プレスした皮に６３％イソプロパノールを添加し、その皮を５分間洗浄し、プレスした。１つのサンプルを８０％イソプロパノールでもう一度洗浄し、プレスし、乾燥キャビネットで乾燥させた。他のサンプルについては、１ｋｇのプレスしたオレンジの皮の乾燥分と２４ｋｇの６０％イソプロパノールとを混合した。乾燥分１ｋｇ当たり１００ｍＬの濃硝酸を加えた。小型ローブポンプで循環しながら、それを７０℃で６０分間活性化した。活性化後、その皮をプレスした。次に、それを６０％イソプロパノールで洗浄し、プレスした。次に、それを８０％イソプロパノールで洗浄し、プレスして乾燥した。
【０２０９】
糖抽出物からのテンサイ切片を選択した。その切片に６３％イソプロパノールを添加し、５分間洗浄してプレスした。１つのサンプルを８０％イソプロパノールでもう一度洗浄し、プレスし、乾燥キャビネットで乾燥させた。他のサンプルについては、１ｋｇのプレスした切片の乾燥分と２７ｋｇの６０％イソプロパノールとを混合した。乾燥分１ｋｇ当たり１００ｍＬの濃硝酸を加えた。小型ローブポンプで循環しながら、それを７０℃で６０分間活性化した。活性化後、その切片をプレスした。次に、それを６０％イソプロパノールで洗浄し、プレスした。次に、それを８０％イソプロパノールで洗浄し、プレスして乾燥した。
【表２０】
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【０２１０】
試験したすべての原料について同様のパターンが見出された、すなわち、ペクチンは、活性化プロセスによってｉｎ  ｓｉｔｕで可溶性にされた。コイルオーバーラップパラメーターと回収率の両方は、活性化なしの対応するアルコール洗浄したサンプルよりも数倍高い。果物である活性化リンゴは、２に近いＣＯＰを示すのに対し、キクイモのような活性化野菜と活性化テンサイは、０．５〜１．２の範囲のＣＯＰを示す。活性化オレンジ（柑橘類）は、２より大きい最高ＣＯＰを示す。
【０２１１】
可溶性繊維成分および不溶性繊維成分の両方を有する活性化ペクチン含有バイオマス組成物を含むペクチン含有バイオマス組成物は、これらに限定されないが、スープ、ソースおよびドレッシングなどの香味製品；栄養補助食品；および動物飼料用のプレバイオティクスを含む多くの用途で使用され得る。不溶性繊維成分の保水能力は、例えば、使い捨ておむつならびに生理用ナプキンおよびパンティライナーなどの女性衛生製品における液体吸収剤としての活性化ペクチン含有バイオマス組成物の使用を促進する。活性化ペクチン含有バイオマス組成物中の可溶性ペクチン成分は、例えば、欧州特許第１８１２１２０Ｂ１号に開示されているように、抽出ペクチンと同じ用途でそれらを有用にする。アンモニアを中和し、したがって悪臭を除去する可溶性ペクチン成分の特性を、液体を吸収する不溶性繊維成分と組み合わせることにより、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、液体を吸収してアンモニアを中和する猫のトイレでも有用である。さらに、活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、ペクチンを製造するための抽出プロセスの出発材料として有用である。
【０２１２】
・例１０
この例は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物、この場合は活性化柑橘類繊維の粘度および安定性に対する、異なる酸の性能、およびカルシウムの影響を比較する。柑橘類繊維（ＣＦ）サンプルの活性化の程度を評価するために、クイック粘度（３０分）および安定性試験（繊維懸濁液の安定性の視覚的評価）を使用した。
【０２１３】
ブレンダーを使用して、脱イオン水中の活性化ＣＦの０．２５重量％分散液を調製し、分散液を沈降させ、３０分後にサンプルの粘度と安定性を測定した。これにより、酸処理に基づく活性化ＣＦが分散液中でどの程度良好に機能するかを迅速に評価することができる。
【０２１４】
分析装置には、マグネチックスターラー＋磁気バー、６００ｍＬビーカー、ＬＢ２０ＥＧ  Ｗａｒｉｎｇラボ用ブレンダー（０〜２０，０００ｒｐｍ）、粘度ガラス、１０ｍＬスケールの１０ｍＬ遠心分離管（Ｓｃｈｅｒｆ）、ビーカー、遠心分離機（５０００ｒｐｍ）、およびスピンドル番号２を備えたブルックフィールド粘度計ＬＶが含まれていた。試薬と化学薬品には、メッシュサイズＤＩＮ２４で粉砕された活性化ＣＦサンプル、脱イオン水、１０％ＫＯＨ、および１０％ＨＮＯ３が含まれていた。
【０２１５】
手順の最初のステップは、２４０ｇの脱イオン水を６００ｍＬビーカーに量り入れ、マグネチックスターラーで５分間撹拌しながら、０．６３ｇのサンプルＣＦを水に分散させることであった。撹拌しながら、１０％ＨＮＯ３または１０％ＫＯＨのいずれかでｐＨを４．２±０．２に調整した。目標ｐＨに近づくと、０．５％のＨＮＯ３またはＫＯＨの希釈版を使用した。脱イオン水で重量を２５０ｇに調整した後、分散液をブレンダーガラスに移し、２０，０００ｒｐｍで２分間混合した。溶液をビーカーに注ぎ、分散液を３０分間静置させた。分散液を粘度ガラスにリムから１ｃｍ注ぎ、１０ｍＬを２本の遠心分離管に注いだ。３０分後にブルックフィールド粘度計ＬＶを使用して分散液の粘度を測定し、クイック粘度（Ｑｖｉｓ）を決定した。粘度試験パラメーターは、温度２３〜２４℃、スピンドル番号２、６０ｒｐｍで、１分後に粘度を読み取った。スピンドル番号に応じて、粘度の読み取り値に変換数（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ  ｎｕｍｂｅｒ）を掛けた（例えば、ブルックフィールドの読み取り値＝２８の場合、粘度は（２８×５）＝１４０ｍＰａ・ｓ）。
【０２１６】
遠心分離管を５０００ｒｐｍ（２４３０Ｇに相当する）で１０分間遠心分離した。管内の繊維マトリックス（濁相）と水（透明相）の間の分離量を０〜１０ｍＬのスケールに従って評価し、安定性スコアを与えた（安定性スコアの値が大きいほど安定性が高い）：（１）０〜２．５ｍＬの濁相、（２）２．５〜５ｍＬの濁相、（３）５〜７．５ｍＬの濁相、（４）７．５〜１０ｍＬの濁相（サンプルの上部に小さい透明層を有し得る）、または（５）サンプルは完全な濁相で安定しており、透明層はない。
【０２１７】
例１０において異なる酸およびカルシウム含有量を評価するために、例４で上述したのと類似した手順を使用した。一般的な手順では、洗浄した柑橘類の皮をイソプロピルアルコールまたはエタノール（全混合物に基づいて４０〜５５重量％のアルコール）とそれぞれの酸と７０〜７５℃の温度で混合し、混合物のｐＨを測定した。機械的エネルギーを３０〜９０分間適用した（典型的な機械的エネルギー量は、３０分で乾燥分１ｋｇ当たり３６００ｋＪまたは総混合物１ｋｇ当たり１２０ｋＪ、６０分で乾燥分１ｋｇ当たり７２００ｋＪまたは総混合物１ｋｇ当たり２４０ｋＪを、および９０分で乾燥分１ｋｇ当たり１０，８００ｋＪまたは総混合物１ｋｇ当たり３６０ｋＪ）後、冷却、分離、プレス、および乾燥を行った。使用した酸とそれぞれの量（ｍＬ／乾燥分１ｋｇ、希釈なし）、活性化時間（分）、ｐＨ、ＩＶ（ｄＬ／ｇ）、ペクチン回収率（％）、コイルオーバーラップパラメーター（ｄＬ／ｇ）、クイック粘度（Ｑｖｉｓｃ、ｍＰａ・ｓ）、安定性、およびカルシウム（ｍｇ／乾燥分１グラム）を表２１にまとめている。追加の処理カラムも表２１に含まれており、以下でさらに説明する。
【０２１８】
ＨＣｌは、活性化中の酸として非常によく機能した（３７重量％ＨＣｌを含む溶液を使用した）。表２１のサンプル１〜４および４８〜４９の活性化ペクチン含有バイオマス組成は、２．２〜３．０のコイルオーバーラップパラメーターおよび１２５〜１８０ｍＰａ・ｓのＱｖｉｓｃを有していた。同様に、硝酸（６２重量％、６〜７重量％に希釈）を使用すると、表２１のサンプル５〜８の活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、２．４〜２．８のコイルオーバーラップパラメーターおよび１４０〜１９３ｍＰａ・ｓのＱｖｉｓｃを有していた。クエン酸（サンプル２０〜２１）、シュウ酸（サンプル５０〜５１）およびリン酸（サンプル５２〜５３）は、高いｐＨレベルおよび／または低いＱｖｉｓｃ値のため、ＨＣｌまたは硝酸の適切な代替品とは見なされなかった。
【０２１９】
ここでサンプル９〜１６を参照すると、硫酸（９６重量％、約１０重量％に希釈）を使用したコイルオーバーラップパラメーターは２．０〜３．０であったが、Ｑｖｉｓｃは５０〜９５ｍＰａ・ｓの範囲であり、塩酸または硝酸を使用した場合よりもはるかに低かった。典型的な硫酸塩含有量は約２．５〜４重量％であった。予期せぬことに、カルシウムが硫酸についてのＱｖｉｓｃ値の低下の要因であり、カルシウムの一部を除去するための前洗浄ステップによって硫酸の活性化が改善されることが明らかになった。同様に、リン酸サンプル５４も、（３ｍｇ／ｇ未満のカルシウムを含んでいた）硝酸および塩酸サンプル８、２３および４８とは対照的に、硫酸サンプル１２および２８と同様に、高いカルシウム含有量（６．９ｍｇ／ｇ）および低いＱｖｉｓｃを有していた。サンプル５４の組成物は約５重量％のリンも含んでいた。
【０２２０】
サンプル１８〜１９および４２〜４６では、アルコールとオレンジの皮を含む出発混合物を硝酸で処理（前洗浄）して、当該混合物のｐＨを３未満に調節し、２５℃の温度で３０〜６０分間維持した。この前洗浄ステップにより、硫酸による活性化後、活性化された柑橘類繊維のカルシウム含有量が驚くほど減少した。カルシウム含有量は、サンプル９〜１６では７．５〜１０．１ｍｇ／ｇの範囲であったが、前洗浄ステップを使用して１．７〜２．３ｍｇ／ｇに減少した。これにより、予期せぬことに、前洗浄ステップを使用すると、Ｑｖｉｓｃがサンプル９〜１６についての５０〜９５ｍＰａ・ｓ（平均６４）から１２８〜１９７．５ｍＰａ・ｓ（平均１６６）に増加した。
【０２２１】
Ｑｖｉｓｃに対するカルシウムの影響を確認するために、表２１に示すように、硝酸（サンプル２４〜２５）、硫酸（サンプル２４〜２６、２９〜３１）およびＨＣｌ（サンプル５０）で活性化された活性化ＣＦサンプルをカルシウムの添加で後処理した。すべての場合において、カルシウムの添加によりＱｖｉｓｃは大幅に減少した。Ｑｖｉｓｃに対する（活性化ＣＦの）カルシウム含有量の影響を、３０分および６０分の活性化ステップについて図３にグラフで示す。乾燥したオレンジの皮のカルシウムの典型的なレベルは約８ｍｇ／ｇである。明らかに、８ｍｇ／ｇを超えるカルシウムの量は、Ｑｖｉｓｃの値を減少させる。しかしながら、予想外に、４ｍｇ／ｇ未満または３ｍｇ／ｇ未満などのはるかに低いレベルのカルシウムがより高いＱｖｉｓｃパフォーマンスをもたらすことが明らかになった。
【０２２２】
カルシウムを除去または結合する後処理も、Ｑｖｉｓｃの結果を増加させることができる。サンプル３３〜３５におけるクエン酸塩の添加により、硫酸で活性化され追加の処理が行われなかったサンプル３２と比較して、Ｑｖｉｓｃごくわずかに増加した。しかしながら、サンプル３６と比較してサンプル３７〜３９では、カルシウム含有量が最小限に減少したにもかかわらず、ヘキサメタリン酸塩の添加によりＱｖｉｓｃが平均１２６ｍＰａ・ｓまで大幅に増加した。存在するカルシウムはヘキサメタリン酸塩に結合しているようで、Ｑｖｉｓｃ値に悪影響を与えない。
【０２２３】
サンプル５５〜６８は、第３の方法におけるパラメーターの変動と活性化されたＣＦ組成に対する影響を示している。前処理ステップのｐＨが低くなると、カルシウムレベルが減少し、安定性が全般的に向上した。
【０２２４】
表２１からの特定のサンプルを使用して、図４は、Ｑｖｉｓｃに対する（活性化されたＣＦの）カルシウム含有量の影響を示している。特に、カルシウムレベルが５ｍｇ／ｇ未満、より具体的には４ｍｇ／ｇ未満または３ｍｇ／ｇ未満の場合、Ｑｖｉｓｃ値が高くなる。さらに、カルシウムに結合する薬剤（ヘキサメタリン酸塩など）の使用もＱｖｉｓｃを増加させる。
【０２２５】
図３〜４および表２１から、次の結論を下すことができる。硝酸または塩酸で活性化すると、カルシウムレベルが２〜３ｍｇ／ｇカルシウムに減少し、典型的なＱｖｉｓｃ値は約１５０ｍＰａ・ｓであった。硫酸のみで活性化すると、カルシウムが約８ｍｇ／ｇになり、Ｑｖｉｓｃ値が約６０に低下した。硫酸活性化の前に酸性化された混合物のｐＨ２．７で硝酸またはクエン酸による混合物の前洗浄を行うと、Ｑｖｉｓｃが改善され、カルシウムの約半分が除去された（４〜５ｍｇ／ｇ）。硫酸活性化の前に混合物のｐＨ２未満で硝酸による同様の前洗浄を行うと、ほとんどのカルシウムが除去され（１．７〜２．４ｍｇ／ｇ）、Ｑｖｉｓｃは１００ｍＰａ・ｓを超えて、ほとんどの場合で１２５ｍＰａ・ｓを超えて増加した。
【０２２６】
以下の理論に縛られることを望まないが、ペクチンは負に帯電しているため、通常は皮のカルシウムに結合すると考えられているが、ｐＨが２に近づくとペクチンは帯電しなくなるため、カルシウムを洗い流すことができる。これは、塩酸および硝酸活性化の場合のことと思われる。これは硫酸の場合にも起こると思われるが、カルシウムは硫酸カルシウムを形成し、活性化されたＣＦ組成物中に留まる。酸活性化の前にカルシウムを除去することにより、硫酸による活性化は塩酸および硝酸と同様になるであろう。活性化の前に除去されない場合、カルシウムはヘキサメタリン酸塩（および同様に機能する他の材料）によって結合され得る。
【０２２７】
サンプル２３〜２６のＩＶおよびペクチン回収率データから、カルシウム添加が活性化された柑橘類繊維におけるペクチンの質や量に影響を与えていないことは明らかである。これらのサンプルの遊離ペクチンは、それぞれのサンプルを遠心分離し、その液体をテストすることによって評価された。結果を図５に示す。活性化された柑橘類の繊維中により多くのカルシウムが存在する場合（結果としてＱｖｉｓｃがより低くなる）、Ｑｖｉｓｃテスト中に溶解するペクチンは少なくなる。カルシウムはペクチンの遊離を妨げていると思われる。
【０２２８】
・例１１
例１１については、エタノールで２回洗浄し、３５．５重量％乾燥分にプレスし、硝酸で活性化したオレンジのベシクルを評価するために、例１０（特にサンプル６を参照）で上述したのと類似した手順を使用した。
【０２２９】
使用した酸とそれぞれの量（ｍＬ／乾燥分１ｋｇ、希釈なし）、活性化時間（分）、ｐＨ、ＩＶ（ｄＬ／ｇ）、ペクチン回収率（％）、コイルオーバーラップパラメーター（ｄＬ／ｇ）、クイック粘度（Ｑｖｉｓｃ、ｍＰａ・ｓ）、安定性、および水結合能力を表２２にまとめている。
【０２３０】
例１０のサンプル６に匹敵する６０分の活性化時間で、例１１のサンプル３〜４の活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、はるかに高いＱｖｉｓｃ（２６５〜２７２ｍＰａ・ｓ）を有していた。さらに、サンプル３〜４の水結合能力の値は５６〜６７ｇ／ｇの範囲であった。
【表２１−１】
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【表２１−２】
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【表２１−３】
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【表２１−４】
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【表２２】
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【０２３１】
本発明は、多くの態様、実施形態、および特定の例を参照して上で説明されている。上記の詳細な説明に照らして、多くの変形が当業者に示唆されるであろう。そのような明らかな変形はすべて、添付の特許請求の範囲内にある。本発明の他の態様および／または特徴には、以下のものが含まれ得るが、これらに限定されない（それらは、「含む」として記載されるが、あるいは、「から本質的になる」または「からなる」ことができる）。
【０２３２】
態様１：活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、方法は、
（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）塩酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および
（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含み、
その方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上である、方法。
【０２３３】
態様２：約３重量％〜約３７重量％の塩酸を含む酸性溶液が、ステップ（Ｂ）で混合物に添加される、態様１に記載の方法。
【０２３４】
態様３：活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、方法は、
（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）硫酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および
（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含み、
その方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上である、方法。
【０２３５】
態様４：約５重量％〜約２０重量％の硫酸を含む酸性溶液が、ステップ（Ｂ）で混合物に添加される、態様３に記載の方法。
【０２３６】
態様５：活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、当該方法は、
（ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（ｂ）ステップ（ａ）の混合物を処理して、出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１ｇ当たり約６ｍｇ以下に減少させて、カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を形成すること；
（ｃ）カルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を、硫酸および／またはリン酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと約４０℃より高い温度に加熱することによって、ステップ（ｂ）の混合物中のカルシウム減少ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（ｄ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（ｂ）中に、（ｉｉｉ）ステップ（ｃ）の活性化中に、または（ｉｖ）それらの任意の組み合わせで、適用すること；および
（ｅ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；
を含む、方法。
【０２３７】
態様６：約５重量％〜約２０重量％の硫酸を含む酸性溶液が、ステップ（c）で混合物に添加される、態様５に記載の方法。
【０２３８】
態様７：ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物を硝酸で前洗浄して、混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前にその混合物から硝酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、態様５または６に記載の方法。
【０２３９】
態様８：ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物をクエン酸で前洗浄して、混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前にその混合物からクエン酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、態様５または６に記載の方法。
【０２４０】
態様９：ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物を塩酸で前洗浄して、混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前にその混合物から塩酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、態様５または６に記載の方法。
【０２４１】
態様１０：態様８：ステップ（ｂ）で混合物を処理することは、混合物をリン酸で前洗浄して、混合物のｐＨを約０．５〜約３または約１〜約２．２の範囲内に調節することと、ステップ（ｃ）の前にその混合物からリン酸およびカルシウムの少なくとも一部を除去することを含む、態様５または６に記載の方法。
【０２４２】
態様１１：前洗浄は、約２０℃〜約８０℃の前洗浄温度で行われる、態様７〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【０２４３】
態様１２：方法の間、混合物中に存在するアルコールは、その混合物の総重量に基づいて約３５重量パーセント以上である、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２４４】
態様１３：方法の間、混合物中に存在するアルコールは、その混合物の総重量に基づいて約４０重量パーセント以上である、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２４５】
態様１４：機械的エネルギーを適用することが、混合物中の出発ペクチン含有バイオマス材料をその繊維状構造に変化させることをさらに含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２４６】
態様１５：可溶性ペクチン成分が、出発ペクチン含有バイオマス材料から実質的に抽出されない、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２４７】
態様１６：ポンプ、プレート精砕機、ディスク精砕機、押出機、ローブポンプ、遠心ポンプ、ホモジナイザーまたはそれらの任意の組み合わせが、機械的エネルギーを適用するために用いられる、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２４８】
態様１７：機械的エネルギーが、出発ペクチン含有バイオマス材料の乾燥分１キログラム当たり約８００ｋＪ以上、約１２００ｋＪ以上または約１９００ｋＪ以上である、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２４９】
態様１８：機械的エネルギーが、混合物１キログラム当たり約３６ｋＪ以上、約４０ｋＪ以上または約６０ｋＪ以上である、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５０】
態様１９：活性化ペクチン含有バイオマス組成物が、約１．２以上、約２以上、約２．５以上、約１．２〜約４．５、約２〜約４．５または約２．５〜約４．５のコイルオーバーラップパラメーターを有する、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５１】
態様２０：温度は、約１５〜約６０分または約２０分〜約６０分の期間、約４５〜約８０℃または約６０〜約８０℃である、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５２】
態様２１：混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離することは、活性化ペクチン含有バイオマス組成物のｐＨを約２．５〜約９または約３．５〜約４．５に調節することをさらに含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５３】
態様２２：分離した活性化ペクチン含有バイオマス組成物を乾燥すること、ミリングすることまたは乾燥とミリングすることの両方をさらに含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５４】
態様２３：出発ペクチン含有バイオマス材料が、柑橘類から得られる、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５５】
態様２４：出発ペクチン含有バイオマス材料が、
オレンジの皮、レモンの皮、ライムの皮、グレープフルーツの皮、タンジェリンの皮またはそれらの任意の組み合わせを含む柑橘類の皮；および／または
オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクルまたはそれらの任意の組み合わせを含む柑橘類のベシクル；を含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５６】
態様２５：出発ペクチン含有バイオマス材料が、アルコール洗浄した柑橘類の皮を含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５７】
態様２６：活性化ペクチン含有バイオマス組成物が、約５０パーセント以上または約６０パーセント以上の可溶性ペクチン成分のエステル化度を有する、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５８】
態様２７：活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、ブルックフィールド粘度計を使用して温度２５℃およびｐＨ４．０の２重量％水溶液中で測定したとき、約１５０ｍＰａ・ｓ〜約３５００ｍＰａ・ｓの見かけ粘度を有する、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２５９】
態様２８：活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１４ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇまたは約１４ｇ／ｇ〜約２７ｇ／ｇの水結合能力を有する、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２６０】
態様２９：活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、活性化ペクチン含有バイオマス組成物の約２０重量％〜約５５重量％または約２０重量％〜約４５％重量の量で可溶性ペクチン成分を含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２６１】
態様３０：活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、脱イオン水中の１重量％溶液において、約２．５〜約９または約２．５〜約５．５のｐＨを有する、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２６２】
態様３１：活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約５０ｍＰａ・ｓ〜約３００ｍＰａ・ｓ、約１００ｍＰａ・ｓ〜約２２０ｍＰａ・ｓ、約１１０ｍＰａ・ｓ〜約２１０ｍＰａ・ｓまたは約１４０ｍＰａ・ｓ〜約２００ｍＰａ・ｓのクイック粘度（Ｑｖｉｓｃ）を有する、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２６３】
態様３２：カルシウム含有量は、約５ｍｇ／ｇ以下、約４ｍｇ／ｇ以下、約３ｍｇ／ｇ以下または約２ｍｇ／ｇ以下に減少される、態様５〜３１のいずれか１つに記載の方法。
【０２６４】
態様３３：カルシウムを結合するためにおよび／またはカルシウム含有量を減少させるために、ならびにクイック粘度を増加させるために、活性化ペクチン含有バイオマス組成物を後処理するステップをさらに含む、前態様のいずれか１つに記載の方法。
【０２６５】
態様３４：前態様のいずれか１つに記載の方法によって調製される、活性化ペクチン含有バイオマス組成物。
【０２６６】
態様３５：セルロース材料を含む不溶性繊維成分；および
易溶性ペクチンを含む可溶性ペクチン成分；を含む、態様３４に記載の組成物。
【０２６７】
態様３６：不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分が、液体が易溶性ペクチンにアクセスすることを可能とする開いた構造を形成する、態様３５に記載の組成物。
【０２６８】
態様３７：約８０〜約４５重量％の不溶性繊維成分と、約２０〜約５５重量％の可溶性ペクチン成分とを含む、態様３５または３６に記載の組成物。
【０２６９】
態様３８：食品成分である、態様３４〜３７のいずれか１つに記載の組成物。
【０２７０】
態様３９：ペクチン抽出のための出発材料として使用される、態様３４〜３７のいずれか１つに記載の組成物。
【０２７１】
態様４０：態様３４〜３９のいずれか１つに記載の組成物を含む、製品。
【０２７２】
態様４１：態様１〜３３のいずれか１つに記載の方法において、出発ペクチン含有バイオマス材料のカルシウム含有量を減少させるための酸の使用。
【０２７３】
態様４２：酸は、硝酸、塩酸、クエン酸、リン酸またはそれらの任意の組み合わせを含む、態様４１に記載の使用。
【０２７４】
態様４３：活性化ペクチン含有バイオマス組成物を製造する方法であって、方法は、
（Ａ）不溶性繊維成分と不溶性プロトペクチン成分とを含む出発ペクチン含有バイオマス材料をアルコールの水溶液と混合して混合物を形成すること；
（Ｂ）出発ペクチン含有バイオマス材料を（ｉ）酸をその混合物に添加して、当該混合物のｐＨを約０．５〜約２．５の範囲内に調節することによって形成された活性化溶液にかけることと、（ｉｉ）約４０℃より高い温度に加熱することによって、出発ペクチン含有バイオマス材料を活性化して、不溶性繊維成分および可溶性ペクチン成分を含む活性化ペクチン含有バイオマス組成物を形成すること；
（Ｃ）機械的エネルギーを、（ｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、（ｉｉ）ステップ（Ｂ）の活性化中に、または（ｉｉｉ）ステップ（Ａ）の混合物に、かつ、ステップ（Ｂ）の活性化中に、適用すること；および
（Ｄ）その混合物から活性化ペクチン含有バイオマス組成物を分離すること；を含み、
その方法の間、混合物中に存在するアルコールは、混合物の総重量に基づいて約３５重量％以上であり、
出発ペクチン含有バイオマス材料は、オレンジのベシクル、レモンのベシクル、ライムのベシクル、グレープフルーツのベシクル、タンジェリンのベシクルまたはそれらの任意の組み合わせを含む柑橘類のベシクルを含む、方法。
【０２７５】
態様４４：酸は、硝酸、塩酸、硫酸、クエン酸、リン酸またはそれらの任意の組み合わせを含む、態様４３に記載の方法。
【０２７６】
態様４５：活性化ペクチン含有バイオマス組成物は、約１４ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇ、約２０ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇまたは約４０ｇ／ｇ〜約７０ｇ／ｇの水結合能力を有する、態様４３または４４に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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