(57)【要約】キシロース（例えば、Ｄ−キシロースまたはＬ−キシロースおよびグルコースなどの別の甘味料）を含む製品が本明細書で記載される。例示的な製品としては、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品が挙げられる。バイオマスからキシロース含有製品を製造する方法が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
キシロース／グルコース比が起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスのキシロース／グルコース比と実質的に同様である、キシロースおよびグルコースを含む糖組成物を含む糖含有製品。
【請求項２】
前記糖組成物は、酵素的に糖化されたセルロースまたはリグノセルロースバイオマスに由来する、請求項１に記載の糖含有製品。
【請求項３】
前記糖組成物はキシロースおよびグルコースのブレンドである、請求項１に記載の糖含有製品。
【請求項４】
追加の糖をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項５】
前記追加の糖は、マンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースからなる群より選択される、請求項４に記載の糖含有製品。
【請求項６】
前記追加の糖は前記起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスのキシロース／グルコース／追加の糖の比と実質的に同様であるキシロース／グルコース／追加の糖の比をもたらす量で存在する、請求項５に記載の糖含有製品。
【請求項７】
前記キシロース／グルコースの比は約３５／５０〜約２５０／５０である、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項８】
前記キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約１００／５０である、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項９】
前記キシロース／グルコースの比は約４５／５０〜約９５／５０である、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項１０】
前記キシロースは食品グレードのキシロースを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項１１】
前記製品は、発酵産物を実質的に含まない、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項１２】
前記製品は、糖分解産物を実質的に含まない、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項１３】
前記糖分解産物はフランアルデヒドおよび有機酸を含む、請求項１２に記載の糖含有製品。
【請求項１４】
前記製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される、前記請求項のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項１５】
前記製品は、さらなる加工処理または化学修飾に有用な中間組成物である、前記請求項のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項１６】
前記製品は、ヒトまたは動物用食品である、請求項１４に記載の糖含有製品。
【請求項１７】
前記食品は、５０未満のグリセミックインデックスを有する、請求項１６に記載の糖含有製品。
【請求項１８】
前記食品は、３０未満のグリセミックインデックスを有する、請求項１６に記載の糖含有製品。
【請求項１９】
前記食品は、１５未満のグリセミックインデックスを有する、請求項１６に記載の糖含有製品。
【請求項２０】
前記製品は、包装食品、キャンディ、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子からなる群から選択されるヒト用食品である、請求項１６に記載の糖含有製品。
【請求項２１】
前記食品は、ビタミン、ミネラル、保存剤、抗酸化剤、アミノ酸、カフェイン、乳化剤、ＣＯ２、安定剤、保水剤、固結防止剤、およびハーブ抽出物からなる群より選択される添加物を含む、請求項１６に記載の糖含有製品。
【請求項２２】
前記製品は、リップスティック、リップグロス、顔用調製物、身体用調製物および石鹸からなる群から選択される化粧品である、請求項１４に記載の糖含有製品。
【請求項２３】
前記製品は、デンタルフロス、練り歯磨き、シャンプーおよびマウスリンスからなる群より選択される口腔ケア製品である、請求項１４に記載の糖含有製品。
【請求項２４】
前記製品は、イメージング用調製物からなる群より選択される診断用製品である、請求項１４に記載の糖含有製品。
【請求項２５】
前記製品は、医薬品からなる群から選択される治療製品である、請求項１４に記載の糖含有製品。
【請求項２６】
前記医薬品は、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬からなる群より選択される、請求項２５に記載の糖含有製品。
【請求項２７】
別の炭水化物、糖または甘味料をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項２８】
前記他の炭水化物、糖または甘味料は、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース（ｅｒｙｔｈｏｓｅ）、リボース、リブロース、果糖、コーンシロップ、高果糖コーンシロップ、セドヘプツロース、スクロース、マルトース、ラクトース、セロビオース、ステビア、アスパルテーム、スクラロース、ネオテーム、アセスルファムカリウム（Ａｃｅ−Ｋ）、サッカリン、アドバンテームおよびシクラメートからなる群より選択される、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項２９】
前記製品の１０重量パーセント未満は他の糖を含む、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項３０】
前記製品の５重量パーセント未満は他の糖を含む、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項３１】
前記製品の１重量パーセント未満は他の糖を含む、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項３２】
前記製品のカロリー量の１０パーセント未満は、他の糖由来である、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項３３】
前記製品のカロリー量の５パーセント未満は、他の糖由来である、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項３４】
前記製品のグリセミックインデックスは、５０未満である、請求項２７に記載の糖含有製品。
【請求項３５】
前記セルロースまたはリグノセルロースバイオマスは、澱粉質材料、サトウキビ、農業廃棄物、紙、紙製品、紙くず、紙パルプ、着色紙、塗被紙、コート紙、充填紙、雑誌、印刷物、プリンター用紙、ポリコート紙、カード用紙、ボール紙、板紙、綿、木材、パーティクルボード、林業廃棄物、おがくず、アスペン材、木材チップ、草、スイッチグラス、ススキ、スパルティナ、クサヨシ、穀物残渣、もみ殻、カラスムギ殻、コムギもみ殻、オオムギ殻、農業廃棄物、サイレージ、キャノーラわら、麦わら、オオムギわら、カラスムギわら、コメわら、ジュート、ヘンプ、亜麻、竹、サイザル麻、アバカ、トウモロコシ穂軸、コーン・ストーバー、ダイズストーバー、コーンファイバ、アルファルファ、干し草、ココナツヘア、糖加工処理残渣、バガス、ビートパルプ、リュウゼツランバガス、藻類、海藻、プランクトン堆肥、下水、臓物、農業もしくは産業廃棄物、アラカチャ、ソバ、バナナ、オオムギ、キャッサバ、クズ、オカ、サゴ、ソルガム、ジャガイモ、サツマイモ、タロイモ、ヤムイモ、マメ、ソラマメ、レンズマメ、エンドウマメ、またはこれらのいずれかの混合物からなる群より選択される、前記請求項のいずれかに記載の糖含有製品。
【請求項３６】
セルロースまたはリグノセルロースバイオマスを、電離放射線を含む前処理に供すること；
前処理したバイオマスを酵素的に糖化し、キシロースおよびグルコースを含む糖組成物を得ることであって、キシロース／グルコース比は、起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスのキシロース／グルコース比と実質的に同様であること；ならびに
前記糖組成物を製品に添加すること
を含み、
前記製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される、糖含有製品を製造する方法。
【請求項３７】
前記糖組成物は前記製品への添加前に分画される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記糖組成物は前記製品への添加前に濃縮される、請求項３６または３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１４年１１月２６日に出願された米国特許出願第１４／５５４，８８７号（２０１４年９月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／０５２，９１３号の恩典を主張する）；ならびに、２０１４年９月２５日に出願された米国特許仮出願６２／０５５，３４９号の恩典およびその優先権を主張する（それらは全て、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。
【０００２】
本発明は、概してサッカライドを含む組成物ならびにサッカライドおよび関連化合物の混合物に関する。本発明はさらに、概して本明細書で記載される組成物を生成させるための方法に関する。本発明はまた、そのような組成物を、例えば、ヘルスケア製品として、または飲料甘味料またはシロップなどの製品中の甘味料として使用するための方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
キシロースは、いくつかの木質材料、例えばわら、樺の木、ペカンシェル、綿実殻、およびトウモロコシ穂軸中で（ポリマー形態で）見出される天然糖である。キシロースは甘い味がし、体内での他の糖の吸収を阻害することができる。身体による糖の吸収の速度を測定するグリセミックインデックスによると、糖は１００であり、一方、キシロースはたった７である。その上、キシロースは、う歯の原因とならない。キシロースは食品に使用するのに安全であり、有益な抗菌および抗真菌活性を含む追加の望ましい特性を有する。しかしながら、キシロースは生成させるのに費用が高くつく可能性があり、これにより、食品および飲料製品などの製品に組み込むのがより困難となる。人工甘味料および遺伝子改変食品は身体のフローラを破壊する可能性があり、間違った型の細菌異常増殖を促進する可能性があり、人体内、例えば、ＧＩ管内での間違った生理応答を引き起こし、耐糖能障害に至らしめることがある（Ｎａｔｕｒｅ  ５１４，  １９１−１８６，２０１４年１０月）。
【発明の概要】
【０００４】
出願人は、健康効果は、糖および／または甘味料ならびに関連化合物の組成物の適正な使用と共に増加し、これに関連することを発見した。健康効果は、糖および甘味料および／または関連化合物、例えば、糖アルコールの使用の生理学を考慮することにより改善される。出願人はさらに、例えば、トウモロコシおよびサトウキビ植物それ自体が、６炭糖および５炭糖の両方を（ポリマー形態で）有しているとしても、トウモロコシ糖および甘蔗糖はどちらも６炭素産物のみまたは６炭糖のジサッカライドとして製造されてきたことを発見した。５および６炭糖の両方を適正な比率で使用する利益は、良好な健康および栄養面での健全性を増加させるということは出願人の関心事である。
【０００５】
未加工または軽く加工された食品、例えば自然の、生の、皮をむいてない果実および野菜の消費は、実質的な健康効果、例えば心血管疾患の低減、血圧低下、脳活動改善、癌の発生率の低減、腸の健康の改善および視力改善と関連することが一般に理解されているが、一般に、どうしてこれが事実であるのかについての理解は不十分である。出願人はそのような利益は、少なくとも一部は、そのような自然食品は、単糖、例えば、グルコース、マンノース、ガラクトースおよびキシロースならびにポリマー糖、例えば、セルロースおよびヘミセルロースに関して、よりバランスのとれた、かつ天然の炭水化物含量を有するという事実と関連すると信じている。加工食品は一般に、食品が糖を非天然比で豊富に含む。糖の天然比を乱し、または１つ以上の糖を濃縮することは、著しい健康的結果を有する可能性があり、含まれる多くは有益でない。
【０００６】
出願人は、消化管中で、少量のヘミセルロースしか単糖、例えば、キシロース、マンノース、ガラクトースおよびグルコースに分解されないが、加工食品中に普通は見出されない少量のこれらの糖であっても、正の健康効果を誘導することができると信じている。出願人は、消化管におけるヘミセルロースの分解は自然力作用の一例であることを示唆する。というのは、そのような分解は、それらの生物において消化管内で、前記ヘミセルロース糖の存在がなかったら、そのように刺激されないであろう、様々な生物学的プロセスを自然に刺激するからである。そのような刺激は、より多くの栄養分、例えば微量栄養素の取込を可能にし、体内で健康効果を生成させることができる。
【０００７】
出願人は、キシロースなどの小さな糖を含む組成物を製造するコスト効率の高い方法をさらに発見した。キシロースを含む製品および組成物が本明細書で記載される。例示的な製品および組成物としては、キシロースを含むシロップおよび飲料製品が挙げられる。いくつかの実施形態では、組成物は、キシロースおよび任意のサッカライド、例えばモノ、ジ、トリまたはオリゴサッカライドのうちの１つ以上、または関連する糖アルコールを含む。サッカライドは任意の立体異性体型とすることができる。サッカライドは３、４、５、６、またはそれ以上、例えば、７、８またはそれ以上、例えば、９〜１６の炭素原子を含む。例示的なサッカライドは、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース（ｅｒｙｔｈｏｓｅ）、リボース、リブロース、アラビノース、グルコース、果糖、マンノース、ガラクトース、コーンシロップ、高果糖コーンシロップ、セドヘプツロース、スクロース、マルトース、ラクトース、およびセロビオースを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、キシロースおよびグルコースを含む。他の実施形態では、組成物はキシロースおよびグルコースを、他のサッカライド、例えばガラクトース、スクロース、アラビノース、マンノース、果糖およびオリゴマーサッカライド、例えばジ、トリ、テトラ、ペンタおよびヘキササッカライドと共に含む。特定の実施形態では、組成物は、７５重量パーセントを超えるグルコース＋キシロース、例えば、８０、８５、９０重量パーセントを超える、または９５重量パーセントを超えるグルコース＋キシロースを含む。
【０００８】
ある一定の実施形態では、糖含有製品はキシロース（５炭糖）およびグルコース（６炭糖）を、起源となるセルロースまたはリグノセルロースバイオマス中で見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様の比で含む。
【０００９】
ある一定の実施形態では、組成物は、キシロースおよびグルコースを、セルロースまたはリグノセルロースバイオマスにおいて見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様の比で含む。組成物は、起源バイオマスの分解により、またはキシロースおよびグルコースを、特定のセルロースまたはリグノセルロースバイオマスにおいて見出される比と実質的に同様の目標比までブレンドすることにより得ることができる。
【００１０】
ある一定の実施形態では、糖含有製品は追加の糖を含む。１つ以上の実施形態では、糖含有製品は、キシロース、グルコースならびにマンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースの１つ以上を、起源となるセルロースまたはリグノセルロースバイオマス中で見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様の比で含む。場合によっては、バイオマスの扱いにくさを低減させるのに使用される前処理法は、バイオマス中のヘミセルロースの５重量パーセント未満、例えば４．５、４．０、３．５、３．０、２．５、２．０、１．５、１．０以下未満、例えば、０．７５、０．５、０．２５重量パーセント以下を分解し、例えば、ヘミセルロースの０．１重量パーセント未満が前処理法により分解される。好ましい実施形態では、前処理法は、電離放射線、例えばＸ線、γ線または電子ビームを含む。ヘミセルロース分解の量を低減させることがバイオマス中の糖の天然比を維持するのに重要となり得る。というのも、ヘミセルロースは、グルコース、キシロース、マンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースを含むモノマーに富むからであり、それらは、本明細書で記載されるように、とりわけそれらのおよその天然比で、一定の健康効果を有し得る。
【００１１】
ヘミセルロース、とりわけキシロース部分の著しい分解は、多くの理由で弊害となり得る。第一に、キシロースは高価で有用な糖であり、キシロースの分解は価値ある糖の損失を表す。弊害となり得る別の理由は、キシロースが分解される場合、それはしばしば、毒性副産物、例えばフランアルデヒド、例えば５−ヒドロキシメチルフルフラール（ＨＭＦ）、フルフラールおよびフルフラールアルコールまで分解されることである。有機酸、例えば、酢酸、ギ酸およびレブリン酸もまた、生成され得る。これらの生成物が生成される場合、それらはしばしば、それらの毒性のために、ならびにそれらが糖化糖の発酵を阻害する可能性があるために、所望の糖および製品から除去されなければならない（莫大な費用で）。本明細書で記載される好ましい前処理法は、０．５重量パーセント未満のＨＭＦ、例えば０．２５重量パーセント未満、０．１重量パーセント以下、例えば０．０７５重量パーセント未満、０．０５重量パーセント以下未満、例えば０．０１重量パーセント未満を生成させる。その結果、好ましい方法は危険でない廃棄物流、すなわち、ＵＳＥＰＡにより危険であると考えられないものを生成させる。
【００１２】
利点は下記利益の１つ以上を含むことができる。低グリセミックインデックス組成物が提供される。グルコース、スクロース、果糖、コーンシロップ、トウモロコシ糖および高果糖コーンシロップ（ＨＦＣＳ）などのいくつかの糖の過剰使用に関連する有害効果が、比較的少量のキシロースの添加によっても、低減され得る。糖代用品、例えばステビア、アスパルテーム、スクラロース、ネオテーム、アセスルファムカリウム（Ａｃｅ−Ｋ）、サッカリン、アドバンテームおよびシクラメートの使用または過剰使用に関連する有害効果が低減され得る。組成物は、糖尿病を有するものに有用となり得、肥満を低減させるのに有用となり得る。組成物は、糖代用品および糖アルコールとブレンドすることができる。独特の食感の製品を、消費者の要求に応じて製造することができる。相乗的に甘い組成物がキシロースおよび本明細書で記載される任意の化合物のブレンドを用いて提供され得る。より長い保存可能期間を有し、微生物で汚染される傾向がより低い組成物が提供され得る。非結晶化組成物が提供され得る。調理に有用で、調理中に焦げ目をつけるのがより容易な組成物が提供され得る。組成物は口腔健康効果を有することができ、例えばう蝕および歯肉炎を低減する。組成物は癌と闘うのに有用となり得る。組成物は腸内細菌のバランスをとるのに有用となり得、これにより、健康の改善、消化の向上、記憶およびメンタルヘルスの改善が得られ得る。組成物は、脳卒中、糖尿病、肥満、代謝疾患、心血管疾患および高血圧のリスクを低減させることができる。組成物はまた、視力を改善することができる。
【００１３】
１つの態様では、本発明は、キシロースおよび本明細書で記載される別の材料、例えば、別の炭水化物、糖、甘味料または関連化合物を含む製品を特徴とし；
ａ．製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される。
【００１４】
一実施形態では、他の１つまたは複数の材料、例えば、炭水化物、糖または甘味料は、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース（ｅｒｙｔｈｏｓｅ）、リボース、リブロース、アラビノース、グルコース、果糖、マンノース（ｍａｎｏｓｅ）、ガラクトース、コーンシロップ、高果糖コーンシロップ、セドヘプツロース、スクロース、マルトース、ラクトース、セロビオース、ステビア、アスパルテーム、スクラロース、ネオテーム、アセスルファムカリウム（Ａｃｅ−Ｋ）、サッカリン、アドバンテームおよびシクラメートからなる群より選択される。
【００１５】
一実施形態では、化粧品はリップスティック、リップグロス、顔および身体用調製物、または石鹸である。一実施形態では、口腔ケア製品はデンタルフロス、練り歯磨き、シャンプー、またはマウスリンスである。
【００１６】
一実施形態では、製品は、栄養補助食品または医薬品などの治療製品である。例示的な治療製品としては、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維および食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬が挙げられる。
【００１７】
一実施形態では、製品は、診断用製品、例えば、イメージング用調製物、例えば、ＣＴスキャンイメージング用調製物である。
【００１８】
一実施形態では、製品は、飲料、例えば紅茶、フレーバー・ウォーター、アルコール（例えば、ビール、ワインまたは蒸留酒）、ドリンクミックス、例えばアルコールミキサ、エネルギードリンク、コーヒー、コーヒー風味ドリンク、コーヒー製品、ココナツ水、ソーダ水、またはスポーツドリンクである。一実施形態では、飲料は、約３〜約９（例えば、約３．５〜約８．５または約４〜約７．５）のｐＨを有する。一実施形態では、製品は、動物用食品、例えばイヌ、ネコ、イヌ科、またはウマ用食品である。
【００１９】
一実施形態では、製品はヒト用食品、例えば包装食品、キャンディ（例えば、ゼリーキャンディ）、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子である。例示的な包装食品としては、ベビーフードデザートおよび軽食、例えば、調味料、ソース、チーズ、野菜、ナッツおよびナッツミックス、クッキー、ペストリー、果物風味軽食、パンケーキ、ワッフル、ホットココアミックス、ドーナツ、麺、例えば、卵麺、チップ、ポテトチップ、トルティーヤチップ、コーンチップ、餅、オートミール、シリアル、コメ混合物、ケーキミックス、チリ、食肉、例えば、デリ・ミート、パスタ、携行食、スポーツバー、およびエネルギーバーが挙げられる。一実施形態では、食品は冷凍菓子である。例示的な冷凍菓子としては、アイスクリーム、アイスミルク、ソルベ、シャーベット、および棒付きアイスキャンディーが挙げられる。一実施形態では、製品は、キャンディである。例示的なキャンディとしては、ゼラチンキャンディ、ハードおよびソフトキャンディ、チョコレート、キャンディバー、ロリポップ、およびカラメルが挙げられる。
【００２０】
一実施形態では、食品は香辛料である。例示的な香辛料としては、下記が挙げられる：調味料、ソース、マヨネーズ、マスタード、サラダドレッシング、チップディップ、およびチップソース。
【００２１】
一実施形態では、製品は追加の炭水化物または糖（例えば、別の糖）を含む。一実施形態では、製品の１０重量パーセント未満（例えば、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満）は他の糖、例えば、甘味料（例えば、グルコースまたは果糖）を含む。一実施形態では、製品のカロリー量の１０パーセント未満（例えば、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満）は他の糖、例えば、甘味料（例えば、グルコースまたは果糖）に由来する。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。
【００２２】
別の態様では、本発明は、キシロースおよびグルコースを含む製品を特徴とし、ここで、製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される。
【００２３】
一実施形態では、化粧品はリップスティック、リップグロス、顔および身体用調製物、または石鹸である。一実施形態では、口腔ケア製品はデンタルフロス、練り歯磨き、シャンプー、またはマウスリンスである。
【００２４】
一実施形態では、製品は、栄養補助食品または医薬品などの治療製品である。例示的な治療製品としては、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維および食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬が挙げられる。
【００２５】
一実施形態では、製品は、診断用製品、例えばイメージング用調製物、例えば、ＣＴスキャンイメージング用調製物である。
【００２６】
一実施形態では、製品は、飲料、例えば紅茶、フレーバー・ウォーター、アルコール（例えば、ビール、ワインまたは蒸留酒）、ドリンクミックス、例えばアルコールミキサ、エネルギードリンク、コーヒー、コーヒー風味ドリンク、コーヒー製品、ココナツ水、ソーダ水、またはスポーツドリンクである。一実施形態では、飲料は約３〜約９（例えば、約３．５〜約８．５または約４〜約７．５）のｐＨを有する。
【００２７】
一実施形態では、製品は、動物用食品、例えばイヌ、ネコ、イヌ科、またはウマ用食品である。
【００２８】
一実施形態では、製品は、ヒト用食品、例えば包装食品、キャンディ（例えば、ゼリーキャンディ）、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子である。例示的な包装食品としては、ベビーフードデザートおよび軽食、例えば、調味料、ソース、チーズ、野菜、ナッツおよびナッツミックス、クッキー、ペストリー、果物風味軽食、パンケーキ、ワッフル、ホットココアミックス、ドーナツ、麺、例えば、卵麺、チップ、ポテトチップ、トルティーヤチップ、コーンチップ、餅、オートミール、シリアル、コメ混合物、ケーキミックス、チリ、食肉、例えば、デリ・ミート、パスタ、携行食、スポーツバー、およびエネルギーバーが挙げられる。一実施形態では、食品は冷凍菓子である。例示的な冷凍菓子としては、アイスクリーム、アイスミルク、ソルベ、シャーベット、および棒付きアイスキャンディーが挙げられる。一実施形態では、製品は、キャンディである。例示的なキャンディとしては、ゼラチンキャンディ、ハードおよびソフトキャンディ、チョコレート、キャンディバー、ロリポップ、およびカラメルが挙げられる。
【００２９】
一実施形態では、食品は香辛料である。例示的な香辛料としては、下記が挙げられる：調味料、ソース、マヨネーズ、マスタード、サラダドレッシング、チップディップ、およびチップソース。
【００３０】
一実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。
【００３１】
一実施形態では、製品の１０重量パーセント未満はグルコースを含む。一実施形態では、製品のカロリー量の１０パーセント未満は、グルコース由来である。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。
【００３２】
別の態様では、本発明は、製品を製造する方法を特徴とし、方法は、
セルロースまたはリグノセルロースバイオマスを糖化させ、糖を遊離させること；
遊離させた糖を精製すること；ならびに
精製させた糖を製品に添加すること
を含み、製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、またはヒト用食品を含む。
【００３３】
一実施形態では、化粧品はリップスティック、リップグロス、顔および身体用調製物、または石鹸である。
【００３４】
一実施形態では、口腔ケア製品はデンタルフロス、練り歯磨き、シャンプー、またはマウスリンスである。
【００３５】
一実施形態では、製品は、栄養補助食品または医薬品などの治療製品である。例示的な治療製品としては、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維および食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬が挙げられる。
【００３６】
一実施形態では、製品は、診断用製品、例えばイメージング用調製物、例えば、ＣＴスキャンイメージング用調製物である。
【００３７】
一実施形態では、製品は、飲料、例えば紅茶、フレーバー・ウォーター、アルコール（例えば、ビール、ワインまたは蒸留酒）、ドリンクミックス、例えばアルコールミキサ、エネルギードリンク、コーヒー、コーヒー風味ドリンク、コーヒー製品、ココナツ水、ソーダ水、またはスポーツドリンクである。一実施形態では、飲料は約３〜約９（例えば、約３．５〜約８．５または約４〜約７．５）のｐＨを有する。
【００３８】
一実施形態では、製品は、動物用食品、例えばイヌ、ネコ、イヌ科、またはウマ用食品である。
【００３９】
一実施形態では、製品は、ヒト用食品、例えば包装食品、キャンディ（例えば、ゼリーキャンディ）、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子である。例示的な包装食品としては、ベビーフードデザートおよび軽食、例えば、調味料、ソース、チーズ、野菜、ナッツおよびナッツミックス、クッキー、ペストリー、果物風味軽食、パンケーキ、ワッフル、ホットココアミックス、ドーナツ、麺、例えば、卵麺、チップ、ポテトチップ、トルティーヤチップ、コーンチップ、餅、オートミール、シリアル、コメ混合物、ケーキミックス、チリ、食肉、例えば、デリ・ミート、パスタ、携行食、スポーツバー、およびエネルギーバーが挙げられる。一実施形態では、食品は冷凍菓子である。例示的な冷凍菓子としては、アイスクリーム、アイスミルク、ソルベ、シャーベット、および棒付きアイスキャンディーが挙げられる。一実施形態では、製品は、キャンディである。例示的なキャンディとしては、ゼラチンキャンディ、ハードおよびソフトキャンディ、チョコレート、キャンディバー、ロリポップ、およびカラメルが挙げられる。
【００４０】
一実施形態では、食品は香辛料である。例示的な香辛料としては、下記が挙げられる：調味料、ソース、マヨネーズ、マスタード、サラダドレッシング、チップディップ、およびチップソース。
【００４１】
一実施形態では、遊離させた糖はキシロースを含む。一実施形態では、方法は複数の糖を遊離させ、および精製することを含み、糖はキシロースおよびグルコースを含む。一実施形態では、複数の糖は、混合物として精製される。一実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。
【００４２】
一実施形態では、キシロースおよびグルコースが共に生成される。共に生成されるは、本明細書では、同じ反応で製造され、またはセルロースなどの同じ前駆体分子から得られ、かつ少なくとも１つの共通の精製手順（例えば、濾過）に供せされることを意味する。実施形態では、共通の精製手順は、少なくとも５重量％のキシロースおよびグルコース（例えば、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％または少なくとも７５％）を有する生成物を生成させることを含む。
【００４３】
別の態様では、本発明は、製品を製造する方法を特徴とし、方法は、
セルロースまたはリグノセルロースバイオマスを糖化することから得られたキシロースを含む糖のブレンドを製品に添加すること
を含み、製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される。
【００４４】
一実施形態では、化粧品はリップスティック、リップグロス、顔および身体用調製物、または石鹸である。一実施形態では、口腔ケア製品はデンタルフロス、練り歯磨き、シャンプー、またはマウスリンスである。
【００４５】
一実施形態では、製品は、栄養補助食品または医薬品などの治療製品である。例示的な治療製品としては、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維および食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬が挙げられる。
【００４６】
一実施形態では、製品は、診断用製品、例えばイメージング用調製物、例えば、ＣＴスキャンイメージング用調製物である。
【００４７】
一実施形態では、製品は、飲料、例えば紅茶、フレーバー・ウォーター、アルコール（例えば、ビール、ワインまたは蒸留酒）、ドリンクミックス、例えばアルコールミキサ、エネルギードリンク、コーヒー、コーヒー風味ドリンク、コーヒー製品、ココナツ水、ソーダ水、またはスポーツドリンクである。一実施形態では、飲料は約３〜約９（例えば、約３．５〜約８．５または約４〜約７．５）のｐＨを有する。
【００４８】
一実施形態では、製品は、動物用食品、例えばイヌ、ネコ、イヌ科、またはウマ用食品である。
【００４９】
一実施形態では、製品は、ヒト用食品、例えば包装食品、キャンディ（例えば、ゼリーキャンディ）、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子である。例示的な包装食品としては、ベビーフードデザートおよび軽食、例えば、調味料、ソース、チーズ、野菜、ナッツおよびナッツミックス、クッキー、ペストリー、果物風味軽食、パンケーキ、ワッフル、ホットココアミックス、ドーナツ、麺、例えば、卵麺、チップ、ポテトチップ、トルティーヤチップ、コーンチップ、餅、オートミール、シリアル、コメ混合物、ケーキミックス、チリ、食肉、例えば、デリ・ミート、パスタ、携行食、スポーツバー、およびエネルギーバーが挙げられる。一実施形態では、食品は冷凍菓子である。例示的な冷凍菓子としては、アイスクリーム、アイスミルク、ソルベ、シャーベット、および棒付きアイスキャンディーが挙げられる。一実施形態では、製品は、キャンディである。例示的なキャンディとしては、ゼラチンキャンディ、ハードおよびソフトキャンディ、チョコレート、キャンディバー、ロリポップ、およびカラメルが挙げられる。
【００５０】
一実施形態では、食品は香辛料である。例示的な香辛料としては、下記が挙げられる：調味料、ソース、マヨネーズ、マスタード、サラダドレッシング、チップディップ、およびチップソース。
【００５１】
一実施形態では、糖のブレンドはグルコースを含む。一実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。
【００５２】
一実施形態では、本明細書で記載される製品は、キシロースを含まない製品に比べ、少なくとも５％（例えば、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、または少なくとも５０％）だけ低いグリセミックインデックスを有する。
【００５３】
一実施形態では、キシロースおよびグルコースが共に生成される。実施形態では、共通の精製手順は、少なくとも５重量％のキシロースおよびグルコース（例えば、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％または少なくとも７５％）を有する生成物を生成させることを含む。
【００５４】
別の態様では、本発明は、キシロースおよびグルコースの共生成混合物を本明細書で記載される製品中の成分と組み合わせる方法を特徴とする。
【００５５】
別の態様では、本発明は、キシロースおよびグルコースの共生成混合物を生成し、または分配させる実体からキシロースおよびグルコースの共生成混合物を得ること、ならびにある成分と組み合わせて本明細書で記載される製品を生成させることを特徴とする。
【００５６】
別の態様では、本発明は、共に生成されたキシロースおよびグルコースの食品グレードまたは化粧品グレードの組成物を特徴とする。
【００５７】
１つの態様では、本開示は、食品グレードのキシロースを含む水性組成物を特徴とし、ここで、組成物は、１０００ｎｍを超える直径を有する固体材料を実質的に含まないとすることができ、かつ、組成物は、白金−コバルト法により測定すると約１００未満の色を有することができる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、組成物は、エタノールを実質的に含まないとすることができる。いくつかの実施形態では、組成物はさらにグルコースを含む。いくつかの実施形態では、組成物は、６０重量パーセントの濃度、温度２０℃で、５，０００〜７５，０００の粘度を有することができる。いくつかの実施形態では、組成物はシロップとすることができる。いくつかの実施形態では、組成物は、３０以下のグリセミックインデックスを有することができる。いくつかの実施形態では、キシロースは、３０〜５５重量パーセントの濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、グルコースは、３５〜５０重量パーセントの濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、キシロースは、４０〜５０重量パーセントの濃度を有することができ、グルコースは、３０〜５０重量パーセントの濃度を有することができる。いくつかの実施形態では、組成物は、リグニンを実質的に含まないとすることができる。いくつかの実施形態では、組成物は、セルロースを実質的に含まないとすることができる。別の態様では、本開示は、キシロースを含む液体組成物を特徴とし、ここで、組成物は、１０ＮＴＵ未満の濁度を有することができる。
【００５９】
別の態様では、本開示は、食品グレードのキシロースを含む液体組成物を特徴とし、ここで、グリセミックインデックスは３０未満とすることができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、液体組成物はさらにグルコースを含む。別の態様では、本開示は、キシロースを含む飲料を特徴とする。いくつかの実施形態では、飲料は炭酸飲料とすることができる。いくつかの実施形態では、飲料はアルコール飲料である。いくつかの実施形態では、飲料はさらにグルコースを含むことができる。いくつかの実施形態では、飲料はさらに着色剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、飲料はさらに電解質を含むことができる。いくつかの実施形態では、飲料はさらにビタミンを含むことができる。別の態様では、本開示は、キシロースを含むチューインガムを特徴とする。別の態様では、本開示は、キシロースを含む歯磨剤を特徴とする。別の態様では、本開示は、キシロースを含むマウスリンスを特徴とする。
【００６１】
本明細書で記載される任意の組成物は、所望の任意の形態で使用することができる。例えば、本明細書で記載される添加物を有する、または有さない任意の組成物は、丸薬、錠剤またはカプセルの形態とすることができる。組成物はまた、例えば、溶液、例えば、炭水化物の吸収障害の研究のための、例えば、静注用溶液または診断溶液などの医療溶液、工業用溶液、生物媒体などの生体液、および化学溶液の形態で、例えば、中間体、例えば水素化によりキシリトールおよびソルビトールの混合物に変換させることができる溶液の形態とすることができる。
【００６２】
本明細書で記載される製品は、下記特徴の任意の１つ以上を含むことができる。製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品から選択することができる。一実施形態では、化粧品はリップスティック、リップグロス、顔および身体用調製物、または石鹸である。一実施形態では、口腔ケア製品はデンタルフロス、練り歯磨き、シャンプー、またはマウスリンスである。
【００６３】
一実施形態では、製品は、栄養補助食品または医薬品などの治療製品である。例示的な治療製品としては、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維および食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬が挙げられる。
【００６４】
一実施形態では、製品は、診断用製品、例えばイメージング用調製物、例えば、ＣＴスキャンイメージング用調製物である。
【００６５】
一実施形態では、製品は、飲料、例えば紅茶、フレーバー・ウォーター、アルコール（例えば、ビール、ワインまたは蒸留酒）、ドリンクミックス、例えばアルコールミキサ、エネルギードリンク、コーヒー、コーヒー風味ドリンク、コーヒー製品、ココナツ水、ソーダ水、またはスポーツドリンクである。一実施形態では、飲料は約３〜約９（例えば、約３．５〜約８．５または約４〜約７．５）のｐＨを有する。一実施形態では、製品は、動物用食品、例えばイヌ、ネコ、イヌ科、またはウマ用食品である。
【００６６】
一実施形態では、製品は、ヒト用食品、例えば包装食品、キャンディ（例えば、ゼリーキャンディ）、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子である。例示的な包装食品としては、ベビーフードデザートおよび軽食、例えば、調味料、ソース、チーズ、野菜、ナッツおよびナッツミックス、クッキー、ペストリー、果物風味軽食、パンケーキ、ワッフル、ホットココアミックス、ドーナツ、麺、例えば、卵麺、チップ、ポテトチップ、トルティーヤチップ、コーンチップ、餅、オートミール、シリアル、コメ混合物、ケーキミックス、チリ、食肉、例えば、デリ・ミート、パスタ、携行食、スポーツバー、およびエネルギーバーが挙げられる。一実施形態では、食品は冷凍菓子である。例示的な冷凍菓子としては、アイスクリーム、アイスミルク、ソルベ、シャーベット、および棒付きアイスキャンディーが挙げられる。一実施形態では、製品は、キャンディである。例示的なキャンディとしては、ゼラチンキャンディ、ハードおよびソフトキャンディ、チョコレート、キャンディバー、ロリポップ、およびカラメルが挙げられる。
【００６７】
一実施形態では、食品は香辛料である。例示的な香辛料としては、下記が挙げられる：調味料、ソース、マヨネーズ、マスタード、サラダドレッシング、チップディップ、およびチップソース。
【００６８】
一実施形態では、糖含有製品は、中間生成物とすることができ、これは、転換させることができ、またはさらに化学的に転換させることができる。例えば、糖含有物は、フランまたはフルフラールなどの誘導生成物を形成するためのプロセスとすることができる。それはまた、エタノール原料として使用することができる。
【００６９】
一実施形態では、製品は追加の炭水化物または糖（例えば、別の糖）を含む。一実施形態では、製品の１０重量パーセント未満（例えば、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満）は他の糖、例えば、甘味料（例えば、グルコースまたは果糖）を含む。一実施形態では、製品のカロリー量の１０パーセント未満（例えば、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満）は他の糖、例えば、甘味料（例えば、グルコースまたは果糖）に由来する。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。
【００７０】
製品は本明細書で記載される追加の材料、例えば、別の炭水化物、糖または甘味料を含むことができる。例示的な炭水化物、糖および甘味料としては、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース（ｅｒｙｔｈｏｓｅ）、リボース、リブロース、アラビノース、グルコース、果糖、マンノース（ｍａｎｏｓｅ）、ガラクトース、コーンシロップ、高果糖コーンシロップ、セドヘプツロース、スクロース、マルトース、ラクトース、セロビオース、ステビア、アスパルテーム、スクラロース、ネオテーム、アセスルファムカリウム（Ａｃｅ−Ｋ）、サッカリン、アドバンテームおよびシクラメートが挙げられる。
【００７１】
一実施形態では、製品は追加の炭水化物または糖（例えば、別の糖）を含む。一実施形態では、製品の１０重量パーセント未満（例えば、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満）は他の糖、例えば、甘味料（例えば、グルコースまたは果糖）を含む。一実施形態では、製品のカロリー量の１０パーセント未満（例えば、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満）は他の糖、例えば、甘味料（例えば、グルコースまたは果糖）に由来する。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。
【００７２】
一実施形態では、製品は、キシロースおよびグルコースの両方を含む。
【００７３】
一実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。
【００７４】
一実施形態では、製品の１０重量パーセント未満はグルコースを含む。一実施形態では、製品のカロリー量の１０パーセント未満は、グルコース由来である。一実施形態では、製品のグリセミックインデックスは、５０、４０、３０、１５未満、例えば１０未満である。一実施形態では、本明細書で記載される製品は、キシロースを含まない製品に比べ、少なくとも５％（例えば、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、または少なくとも５０％）だけ低いグリセミックインデックスを有する。
【００７５】
一実施形態では、製品は、遊離させた糖がキシロースを含む方法から製造される。一実施形態では、方法は複数の糖を遊離させ、および精製することを含み、糖はキシロースおよびグルコースを含む。一実施形態では、複数の糖は、混合物として精製される。一実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。
【００７６】
一実施形態では、製品はグルコースを含む糖のブレンドを含む。一実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。
【００７７】
１つの態様では、糖含有製品はキシロースおよびグルコースを有する糖組成物を含み、ここで、キシロース／グルコース比は起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスのキシロース／グルコース比と実質的に同様である。
【００７８】
１つ以上の実施形態では、糖組成物は、酵素的に糖化されたセルロースまたはリグノセルロースバイオマスに由来する。
【００７９】
１つ以上の実施形態では、糖組成物はキシロースおよびグルコースのブレンドである。
【００８０】
前記実施形態のいずれにおいても、糖含有製品はさらに追加の糖を含み、例えば追加の糖は、マンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースからなる群より選択され、さらに、追加の糖は、起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスのキシロース／グルコース／追加の糖の比と実質的に同様であるキシロース／グルコース／追加の糖の比をもたらす量で存在することができる。
【００８１】
１つ以上の実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３５／５０〜約２５０／５０であり、またはキシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約１００／５０であり、またはキシロース／グルコースの比は約４５／５０〜約９５／５０である。
【００８２】
１つ以上の実施形態では、キシロースは食品グレードのキシロースを含む。
【００８３】
１つ以上の実施形態では、製品は、発酵産物を実質的に含まない。
【００８４】
１つ以上の実施形態では、製品は、実質的に、糖分解産物を含まず、例えば、糖分解産物はフランアルデヒドおよび有機酸を含む。
【００８５】
１つ以上の実施形態では、製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される。
【００８６】
１つ以上の実施形態では、製品は、ヒトまたは動物用食品であり、例えば、食品は、５０未満のグリセミックインデックスを有し、または食品は、３０未満のグリセミックインデックスを有し、または食品は、１５未満のグリセミックインデックスを有する。
【００８７】
１つ以上の実施形態では、製品は、包装食品、キャンディ、デザートまたは軽食、香辛料、または冷凍菓子からなる群から選択されるヒト用食品である。
【００８８】
１つ以上の実施形態では、食品は、ビタミン、ミネラル、保存剤、抗酸化剤、アミノ酸、カフェイン、乳化剤、ＣＯ２、安定剤、保水剤、固結防止剤、およびハーブ抽出物からなる群より選択される添加物を含む。
【００８９】
１つ以上の実施形態では、製品は、さらなる加工処理または化学修飾に有用な中間組成物である。
【００９０】
１つ以上の実施形態では、製品は、リップスティック、リップグロス、顔用調製物、身体用調製物および石鹸からなる群から選択される化粧品である。
【００９１】
１つ以上の実施形態では、製品は、デンタルフロス、練り歯磨き、シャンプーおよびマウスリンスからなる群より選択される口腔ケア製品である。
【００９２】
１つ以上の実施形態では、製品は、イメージング用調製物からなる群より選択される診断用製品である。
【００９３】
１つ以上の実施形態では、製品は、医薬品からなる群から選択される治療製品であり、例えば、医薬品は、インフルエンザおよび風邪製剤、健康補助食品、外科用製剤、手順製剤、繊維、食物繊維補助食品、鎮痛剤、およびスプレー式点鼻薬からなる群より選択される。
【００９４】
前記実施形態のいずれにおいても、糖含有製品はさらに、別の炭水化物、糖または甘味料を含み、例えば、他の炭水化物、糖または甘味料は、グリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース（ｅｒｙｔｈｏｓｅ）、リボース、リブロース、果糖、コーンシロップ、高果糖コーンシロップ、セドヘプツロース、スクロース、マルトース、ラクトース、セロビオース、ステビア、アスパルテーム、スクラロース、ネオテーム、アセスルファムカリウム（Ａｃｅ−Ｋ）、サッカリン、アドバンテームおよびシクラメートからなる群より選択され、例えば、製品の１０重量パーセント未満は他の糖を含み、または製品の５重量パーセント未満は他の糖を含み、または製品の１重量パーセント未満は他の糖を含み、あるいは製品のカロリー量の１０パーセント未満は、他の糖由来であり、または製品のカロリー量の５パーセント未満は、他の糖由来であり、あるいは、製品のグリセミックインデックスは、５０未満である。
【００９５】
前記実施形態のいずれにおいても、セルロースまたはリグノセルロースバイオマスは、澱粉質材料、サトウキビ、農業廃棄物、紙、紙製品、紙くず、紙パルプ、着色紙、塗被紙、コート紙、充填紙、雑誌、印刷物、プリンター用紙、ポリコート紙、カード用紙、ボール紙、板紙、綿、木材、パーティクルボード、林業廃棄物、おがくず、アスペン材、木材チップ、草、スイッチグラス、ススキ、スパルティナ、クサヨシ、穀物残渣、もみ殻、カラスムギ殻、コムギもみ殻、オオムギ殻、農業廃棄物、サイレージ、キャノーラわら、麦わら、オオムギわら、カラスムギわら、コメわら、ジュート、ヘンプ、亜麻、竹、サイザル麻、アバカ、トウモロコシ穂軸、コーン・ストーバー、ダイズストーバー、コーンファイバ、アルファルファ、干し草、ココナツヘア、糖加工処理残渣、バガス、ビートパルプ、リュウゼツランバガス、藻類、海藻、プランクトン堆肥、下水、臓物、農業もしくは産業廃棄物、アラカチャ、ソバ、バナナ、オオムギ、キャッサバ、クズ、オカ、サゴ、ソルガム、ジャガイモ、サツマイモ、タロイモ、ヤムイモ、マメ、ソラマメ、レンズマメ、エンドウマメ、またはこれらのいずれかの混合物からなる群より選択される。
【００９６】
別の態様では、糖含有製品を製造する方法は、セルロースまたはリグノセルロースバイオマスを、電離放射線を含む前処理に供すること；前処理したバイオマスを酵素的に糖化し、キシロースおよびグルコースを含む糖組成物を得ることであって、キシロース／グルコース比は、起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスのキシロース／グルコース比と実質的に同様であること；ならびに糖組成物を製品に添加することを含み、製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、およびヒト用食品からなる群より選択される。
【００９７】
１つ以上の実施形態では、糖組成物は製品への添加前に分画される。
【００９８】
１つ以上の実施形態では、糖組成物は製品への添加前に濃縮される。
【発明を実施するための形態】
【００９９】
定義
別に規定されない限り、本明細書で使用される全ての技術および科学用語は発明が属する分野の当業者により普通に理解されるものと同じ意味を有する。
【０１００】
「１つの（ａ、ａｎ）」という用語は、項目の文法的対象の１つ以上（すなわち、少なくとも１つ）を示す。例として、「１つの要素」は１つ以上の要素を意味する。
【０１０１】
「バイオマス」という用語は、本明細書では、任意の非石化有機物を示す。様々な型のバイオマスとしては、植物バイオマス（例えば、リグノセルロースおよびセルロースバイオマス）、微生物バイオマス、動物バイオマス（任意の動物由来成分、動物の排せつ物、など）および自治体廃棄物バイオマス（金属およびガラスなどの再生利用可能品が除去された住居および軽量商業廃棄物）が挙げられる。植物バイオマスは任意の植物由来の有機物（木質または非木質）を示す。植物バイオマスとしては、農業または食用作物（例えば、サトウキビ、テンサイもしくはトウモロコシ穀粒）またはそれらからの抽出物（例えば、サトウキビ由来の糖およびトウモロコシ由来のコーンスターチ）、農業作物廃棄物および残渣、例えばコーン・ストーバー、麦わら、コメわら、サトウキビバガス、などが挙げられるが、それらに限定されない。植物バイオマスとしては、さらに、樹木、木質エネルギー作物、木くずおよび廃材、例えば針葉樹林間伐材、樹皮廃棄物、おがくず、紙およびパルプ業界廃棄物流、木質繊維、などが挙げられるが、それらに限定されない。加えて、飼料用作物、例えばスイッチグラスなどは、大規模に別の植物バイオマス源として生成される可能性がある。都市部では、最も可能性のある植物バイオマス原料としては、庭ごみ（例えば、芝刈りゴミ、葉、樹木刈りゴミ、および低木）および野菜加工廃棄物が挙げられる。
【０１０２】
「バイオマス分解酵素」という用語は、本明細書では、本明細書で記載されるバイオマス物質を中間体または最終生成物に分解する酵素を示す。例えば、バイオマス分解酵素としては、少なくともリグニナーゼ、エンドグルカナーゼ（ｅｎｄｏｇｌｕｃａｎｃａｓｅ）、セロビアーゼ、キシラナーゼ、およびセロビオヒドロラーゼが挙げられる。バイオマス分解酵素は多種多様の微生物により生成され、Ｔ．リーセイなどの微生物から単離することができる。
【０１０３】
「セロビアーゼ」という用語は、本明細書では、グルコースの二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体、八量体、またはオリゴマー、またはグルコースおよびキシロースのオリゴマーのグルコースおよび／またはキシロースへの加水分解を触媒する酵素を示す。例えば、セロビアーゼはβ−グルコシダーゼであり、これは、セロビオース中のβ−１，４結合を触媒し、２つのグルコース分子を放出させる。
【０１０４】
「セロビアーゼ活性」という用語は、本明細書では、セロビオースのグルコースへの加水分解を触媒する、例えば、β−Ｄ−グルコースを放出するβ−Ｄ−グルコース残基の加水分解を触媒するカテゴリのセルラーゼの活性を示す。セロビアーゼ活性は、本明細書、例えば、実施例６で記載されるアッセイに従い決定することができる。セロビアーゼ活性の１単位は、［グルコース］ｇ／Ｌ／［Ｃｅｌ３ａ］ｇ／Ｌ／３０分として規定することができる。
【０１０５】
「セロビオヒドロラーゼ」という用語は、本明細書では、セルロース中のグリコシド結合を加水分解する酵素を示す。例えば、セロビオヒドロラーゼは１，４−β−Ｄ−グルカンセロビオヒドロラーゼであり、これは、セルロース、セロオリゴサッカライド、または任意のβ−１，４−連結グルコース含有ポリマー中の１，４−β−Ｄ−グルコシド結合の加水分解を触媒し、ポリマー鎖からオリゴサッカライドを放出させる。
【０１０６】
「エンドグルカナーゼ」という用語は、本明細書では、セルロースの内部β−１，４グルコシド結合の加水分解を触媒する酵素を示す。例えば、エンドグルカナーゼはエンド−１，４−（１，３；１，４）−β−Ｄ−グルカン４−グルカノヒドロラーゼであり、これは、セルロース、セルロース誘導体（例えば、カルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシエチルセルロース）、リケナン中の１，４−β−Ｄ−グリコシド結合、混合β−１、３グルカン、例えば穀類のβ−Ｄ−グルカンまたはキシログルカン、およびセルロース成分を含む他の植物材料中のβ−１，４結合のエンド型加水分解を触媒する。
【０１０７】
「リグニナーゼ」という用語は、本明細書では、例えば酸化反応による、植物の細胞壁において普通に見られるリグニンの分解を触媒する酵素を示す。
【０１０８】
本明細書で引用される参考文献は全て（例えば、特許、特許出願、刊行物）、それらが含む全てに対して、それらの全体として、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０９】
組成物および製品
キシロース、いくつかの実施形態では、キシロースおよびグルコースを、任意で他のサッカライド、例えば、より少量の他のサッカライドと共に含む、組成物および製品、例えば、固体、液体または蒸気質製品が本明細書で記載される。健康効果は、本明細書で記載される組成物および製品と関連する。いくつかの実施形態では、製品は、食品または飲料などの消費者製品である。いくつかの実施形態では、製品は、食品または飲料などの消費者製品で使用される成分、例えば、コーラ、スポーツ飲料、またはフレーバー・ウォーター（例えば、ビタミン水）などの飲み物において使用されるシロップである。本明細書で記載されるプロセスを使用して、バイオマス材料は、キシロースを含む１つ以上の製品に変換され得る。いくつかの実施形態では、製品は、キシロースおよびグルコースの混合物をコスト効率の高い様式で含む。そのような製品は、飲料またはシロップなどの製品中に組み込むことができる。本明細書で記載されるサッカライド組成物を含むことができる他の例としては、焼き菓子、チューインガムまたは経口組成物、例えば、練り歯磨きおよびマウスリンスが挙げられる。
【０１１０】
ある一定の実施形態では、糖組成物は起源バイオマスのその成分糖への分解により得られる。組成物は、キシロース（５炭糖）およびグルコース（６炭糖）を、起源となるセルロースまたはリグノセルロースバイオマスで見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様の比で含む。
【０１１１】
他の実施形態では、糖組成物は、特定のセルロースまたはリグノセルロースバイオマスで見出されるキシロースおよびグルコースの比と実質的に同様である目標比まで、キシロースおよびグルコースをブレンドすることにより得られる。
【０１１２】
「天然比と実質的に同様の」は、本明細書では天然比と同様であるが、例えば、精製および加工処理での損失ならびにバイオマス源内で起こる自然変動のために生じる最終組成物中のわずかな変動を考慮した量を示す。実際には、同じ起源または型のバイオマス間の自然変動は、全てが糖の天然比内に包含される比の範囲となる。１つ以上の実施形態では、天然起源のバイオマスは、平均値から±１５％変動するであろう。例えば、コーン・ストーバー中のグルコースの量は約３７．５ｗｔ％であるが、乾燥重量の３３〜４１ｗｔ％で変動する可能性があり、コーン・ストーバー中のキシロースの量は、約２１．７ｗｔ％であるが、１つの起源により、乾燥重量の１９．８〜２５．８ｗｔ％で変動し得る。ＳＧＩＮＣ１−０７  ２００７年６月ｈｔｔｐ：／／ａｇｂｉｏｐｕｂｓ．ｓｄｓｔａｔｅ．ｅｄｕ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／ＳＧＩＮＣ１−０７．ｐｄｆ（参照により組み込まれる）を参照されたい。よって、「天然比と実質的に同様の」は、特定のバイオマス源の天然比から２０％以下だけ変動する比、または選択されたバイオマス源で典型的な平均値から２０％以下だけ変動する比を包含する。他の実施形態では、キシロース／グルコース比は、確立されたバイオマス源の天然比または選択されたバイオマス源で典型的な平均値からの比に比べて、１５％以下だけ変動し、または、１０％以下だけ変動し、または、５％以下だけ変動する。
【０１１３】
１つ以上の実施形態では、糖組成物はまた、１つ以上の追加の糖を含む。これらの追加の糖は起源バイオマス中に存在し、起源バイオマスのその成分糖への分解により得られる。例示的な糖としては、マンノース、ガラクトース、ラムノース、および／またはアラビノースが挙げられる。１つ以上の実施形態では、１つ以上の追加の糖が、起源となるセルロースまたはリグノセルロースバイオマスで見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様のキシロース／糖比で含まれる。
【０１１４】
１つ以上の実施形態では、糖組成物はキシロース、グルコースならびにマンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースの１つ以上を、起源となるセルロースまたはリグノセルロースバイオマスで見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様の比で含む。
【０１１５】
糖組成物は、ある一定の実施形態では、セルロースまたはリグノセルロースバイオマスの糖化により得られる。バイオマスは最適に前処理され、例えば、扱いにくさが低減され、ならびに、処理されたバイオマスをバイオマス分解、またはセルロース分解酵素とインキュベートし、糖（例えば、グルコースおよび／またはキシロース）を生成させることを含む糖化プロセスにより糖化される。好ましい実施形態では、前処理法は、電離放射線、例えばＸ線、γ線または電子ビームを含む。本明細書で記載されるプロセスは、扱いにくさを低減させ、糖を分解しない、または糖化された製品の糖組成を著しく変化させない様式で糖収量を提供するように選択されている。糖化プロセスが完了するとすぐに、グルコースおよびキシロース（および起源バイオマス中に存在する他の糖）に富む糖化組成物が得られる。糖化組成物は精製および／または濃縮することができ、キシロースおよびグルコースを、起源セルロースまたはリグノセルロースバイオマスで見出される比と実質的に同様の比で含む糖組成物が提供される。糖組成物はさらに加工処理して、本明細書で記載される糖含有製品にすることができる。
【０１１６】
前処理および糖化の方法は当技術分野で知られているが、これらの方法では、キシロース／グルコース比が、本明細書で記載される、起源となるセルロースまたはリグノセルロースバイオマスで見出されるこれらの糖の天然比と実質的に同様である糖組成物は得られない。例えば、多くの糖化プロセスは、バイオマスのセルロースおよびヘミセルロース成分を分解して、それらの成分糖にする酸加水分解に依存する。糖化プロセスにおいて典型的に使用される酸、特に強無機酸はまた、糖を分解し、フルフラールおよびフルフラールアルコールなどの望ましくない分解産物に至らしめることが知られている。
【０１１７】
プロセスは、グルコースおよびキシロースを別々に分解し、分解速度は、濃度および酸強度と共に変動する。Ｑｉら（Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｖｏｌ．  ８（６）  ２００８  １１３２−１１３７）は、硫酸を含む加水分解物中のキシロースおよびグルコースの分解速度を調べ、キシロースの分解反応はグルコースよりも迅速であることに注目した。糖の異なる分解速度により、キシロース／グルコース比が起源バイオマスの天然比から変動する糖組成物が得られる。
【０１１８】
糖分解を低減させ、または回避し、起源バイオマスに酷似する糖比を得るために、バイオマスは、電離放射線、例えばＸ線、γ線または電子ビームを使用する前処理法に供せられる。電離放射線はヘミセルロースを分解せずに、バイオマスの扱いにくさを低減させる。場合によっては、バイオマスの扱いにくさを低減させるのに使用される前処理法はバイオマス中のヘミセルロースの５重量パーセント未満、例えば４．５未満、４．０、３．５、３．０、２．５、２．０、１．５、１．０以下、例えば、０．７５、０．５、０．２５パーセント以下を分解し、例えば、ヘミセルロースの０．１重量パーセント未満が前処理法により分解される。好ましい実施形態では、前処理法は、電離放射線、例えばＸ線、γ線または電子ビームを含む。好ましいエネルギーレベルとしては、約０．５ＭＶ〜８．７ＭＶ、例えば０．７ＭＶ〜５．０ＭＶまたは約１．０ＭＶ〜３ＭＶのエネルギーレベルを有する光子または電子が挙げられる。ヘミセルロース分解の量を低減させることがバイオマス中の糖の天然比を維持するのに重要となり得る。というのも、ヘミセルロースは、グルコース、キシロース、マンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースを含むモノマーに富むからであり、それらは、本明細書で記載されるように、とりわけそれらのおよその天然比で、一定の健康効果を有し得る。
【０１１９】
ヘミセルロース、とりわけキシロース部分の著しい分解は、多くの理由で弊害となり得る。第一に、キシロースは高価で有用な糖であり、キシロースの分解は価値ある糖の損失を表す。弊害となり得る別の理由は、キシロースが分解される場合、それはしばしば、毒性副産物、例えばフランアルデヒド、例えば５−ヒドロキシメチルフルフラール（ＨＭＦ）、フルフラールおよびフルフラールアルコールまで分解されることである。有機酸、例えば、酢酸、ギ酸およびレブリン酸もまた、生成され得る。これらの生成物が生成される場合、それらはしばしば、それらの毒性のために、ならびにそれらが糖化糖の発酵を阻害する可能性があるために、所望の糖および製品から除去されなければならない（莫大な費用で）。本明細書で記載される好ましい前処理法は、０．５重量パーセント未満のＨＭＦ、例えば０．２５重量パーセント未満、０．１重量パーセント以下、例えば０．０７５重量パーセント未満、０．０５重量パーセント以下未満、例えば０．０１重量パーセント未満を生成させる。その結果、好ましい方法は危険でない廃棄物流、すなわち、ＵＳＥＰＡにより危険であると考えられないものを生成させる。
【０１２０】
１つ以上の実施形態では、糖化は、バイオマスのセルロースおよびヘミセルロースの酵素分解により達成される。酵素処理は酸加水分解より穏やかであり、よって、成分糖、特にキシロース画分の分解が少なくなる。
【０１２１】
他の実施形態では、糖組成物は、個々の糖を、天然起源のバイオマスの糖比と実質的に同様の比でブレンドすることにより調製することができる。グルコース、キシロース、マンノース、ガラクトース、ラムノース、およびアラビノースを含むブレンドされた糖は、とりわけそれらのおよその天然比で、一定の健康効果を有することができる。
【０１２２】
例示的な組成物は、酵素的に糖化されたセルロースまたはリグノセルロースバイオマスまたは下記からなる群より選択されるバイオマスのいずれか一つと実質的に同様のキシロース／グルコース比を有する糖ブレンドに由来する糖組成物を含む：澱粉質材料、サトウキビ、農業廃棄物、紙、紙製品、紙くず、紙パルプ、着色紙、塗被紙、コート紙、充填紙、雑誌、印刷物、プリンター用紙、ポリコート紙、カード用紙、ボール紙、板紙、綿、木材、パーティクルボード、林業廃棄物、おがくず、アスペン材、木材チップ、草、スイッチグラス、ススキ、スパルティナ、クサヨシ、穀物残渣、もみ殻、カラスムギ殻、コムギもみ殻、オオムギ殻、農業廃棄物、サイレージ、キャノーラわら、麦わら、オオムギわら、カラスムギわら、コメわら、ジュート、ヘンプ、亜麻、竹、サイザル麻、アバカ、トウモロコシ穂軸、コーン・ストーバー、ダイズストーバー、コーンファイバ、アルファルファ、干し草、ココナツヘア、糖加工処理残渣、バガス、ビートパルプ、リュウゼツランバガス、藻類、海藻、プランクトン堆肥、下水、臓物、農業もしくは産業廃棄物、アラカチャ、ソバ、バナナ、オオムギ、キャッサバ、クズ、オカ、サゴ、ソルガム、ジャガイモ、サツマイモ、タロイモ、ヤムイモ、マメ、ソラマメ、レンズマメ、エンドウマメ、またはこれらのいずれかの混合物。
【０１２３】
１つ以上の実施形態では、コーン・ストーバーの組成物は、約３３．８〜４１ｗｔ％のグルコース、１９．８〜２５．８ｗｔ％のキシロース、１．７〜６．１ｗｔ％のアラビノース、０．７〜３％のガラクトース、０．３〜１．８％のマンノース（全て乾燥物質の％に基づく）の典型的な範囲を有する。１つ以上の実施形態では、カモジグサの組成物は、約３１．５〜３２．６ｗｔ％のグルコース、１９．２〜１９．７ｗｔ％のキシロース、２．４〜３．２ｗｔ％のアラビノース、０．８〜１．５のガラクトース、０．３〜０．９％のマンノース（全て乾燥物質の％に基づく）の典型的な範囲を有する。
【０１２４】
１つ以上の実施形態では、スイッチグラスの組成物は、約３１．４〜３８ｗｔ％のグルコース、２０．２〜２４ｗｔ％のキシロース、２．７〜３．８ｗｔ％のアラビノース、０．７〜１．９％のガラクトース、０．３〜０．４％のマンノース（全て乾燥物質の％に基づく）の典型的な範囲を有する。
【０１２５】
セルロースおよびリグノセルロースバイオマス組成物についての追加の情報はＳＧＩＮＣ１−０７  ２００７年６月ｈｔｔｐ：／／ａｇｂｉｏｐｕｂｓ．ｓｄｓｔａｔｅ．ｅｄｕ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／ＳＧＩＮＣ１−０７．ｐｄｆおよびｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｆｄｃ．ｅｎｅｒｇｙ．ｇｏｖ／ｂｉｏｍａｓｓ／ｐｒｏｇｓ／ｓｅａｒｃｈ１．ｃｇｉ（その内容は参照により組み込まれる）で見出すことができる。
【０１２６】
一実施形態では、製品は、化粧品、口腔ケア製品、治療製品、栄養補助食品、診断品、飲料、動物用食品、またはヒト用食品である。組成物および製品の他の具体例としては、アイスクリーム、アイスミルク、ソルベ、シャーベット、ゼラチンキャンディ、ベビーフード、動物用食品、例えば、イヌ、ネコ、イヌ科、またはウマ用食品、調味料、ソース、化粧品、健康補助食品、リップスティック、リップグロス、顔および身体用調製物、医薬品、例えばインフルエンザおよび風邪製剤、栄養補助食品、外科用製剤、手順製剤、イメージング用調製物、例えば、ＣＴスキャンイメージング用調製物、鎮痛剤、スプレー式点鼻薬、チーズ、野菜、マヨネーズ、マスタード、サラダドレッシング、ナッツおよびナッツミックス、クッキー、ペストリー、果物風味軽食、パンケーキ、ワッフル、ホットココアミックス、カラメル、シャンプー、デンタルフロス、ドーナツ、卵麺、ロリポップ、棒付きアイスキャンディー、ソーダ水、チップ、ポテトチップ、トルティーヤチップ、コーンチップ、スポーツドリンク、餅、オートミール、紅茶、シリアル、コメ混合物、フレーバー・ウォーター、アルコール、アルコールミキサ、石鹸、エネルギー飲み物、コーヒー、コーヒー風味付けされた飲み物、コーヒー製品、ケーキミックス、チリ、チップディップ、チップソース、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維および食物繊維補助食品、食肉、例えば、デリ・ミート、ドリンクミックス、パスタ、携行食、ココナツ水、キャンディ、例えば、ハードおよびソフトキャンディ、チョコレート、キャンディバー、スポーツバーおよびエネルギーバーが挙げられる。
【０１２７】
一態様では、製品は、例えば、食品グレードのキシロース、キシロース＋グルコースまたはキシロースおよびグルコース＋少量、例えば、１０パーセント未満、５パーセント未満、２パーセント未満または１パーセント未満の他のサッカライドを含む食品組成物である。いくつかの実施形態では、製品は、グルコース、例えば、食品グレードグルコースをさらに含む。「食品グレード」は、本明細書では、ヒトが消費するのに適している、または食品と接触することが許可されると見なされるための物質（例えば、キシロースまたはグルコース）に対する最低標準を示す。これらのガイドラインは、米国農務省（ＵＳＤＡ）および食品安全検査局（ＦＳＩＳ）により規定される。
【０１２８】
本明細書で記載される組成物および製品は、下記特性の１つ以上を有することができる：組成物は一定成分（例えば、固体、不純物、または加工副産物）を含まない、または実質的に含まない、規定された色制限を有する、または濃度、濁度、導電率、粘度などの一定の規定された物理的性質を有する、などとすることができる。組成物または製品が、キシロースおよびグルコースの両方を含む実施形態では、キシロースおよびグルコースの各々は、組成物または製品中に本明細書で規定される比で存在することができる。
【０１２９】
本明細書で記載される組成物または製品は、本明細書で記載されるプロセスを用いて製造させることができる。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、本明細書で記載されるキシロースを含む製品または組成物（例えば、キシロースまたはキシロースおよびグルコースを含む精製組成物）は、固体成分を実質的に含まず、例えば、液体などの組成物は、約１パーセント未満の懸濁固体、例えば約０．７５パーセント未満、約０．５パーセント未満、約０．４パーセント未満、約０．３パーセント未満、約０．２５パーセント未満、約０．２０パーセント未満、約０．１５パーセント未満、約０．１０パーセント未満、約０．０５パーセント未満、約０．０２５パーセント未満、または実に約０．０１０パーセント未満を含むことができる。いくつかの実施形態では、本明細書で記載される組成物中の懸濁固体は、約０．０５ミクロン〜約５０ミクロン、例えば約０．１ミクロン〜約２５ミクロン、約０．２ミクロン〜約１０ミクロン、約０．２２ミクロン〜約５ミクロン、または約０．２５ミクロン〜約１ミクロンの粒子サイズ範囲を有することができる。一実施形態では、固体成分を実質的に含まない組成物または製品は飲料として製剤化される。
【０１３１】
一実施形態では、組成物または製品（例えば、キシロースまたはキシロースの組み合わせを含む組成物）は、エタノールなどの発酵産物を実質的に含まない。一実施形態では、組成物は、ポリサッカライドまたはオリゴサッカライド（例えば、セルロース）を実質的に含まない。さらに他の実施形態では、組成物または製品は、約０．１〜約５重量パーセント、例えば約０．２〜２パーセントのオリゴサッカライドを含む。一実施形態では、組成物または製品は、食品または飲料製品を形成するための追加の成分と混合される。
【０１３２】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は白金−コバルト法により測定すると約１００未満、例えば約５０未満、約４０未満、約３０未満、約２０未満、約１０未満、約５未満および実に約１未満の色を有することができる。
【０１３３】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は、少なくとも約５０ｇ／Ｌ（例えば、少なくとも約１００ｇ／Ｌ、少なくとも約１５０ｇ／Ｌ、少なくとも約２００ｇ／Ｌ、少なくとも約２５０ｇ／Ｌ、少なくとも約３００ｇ／Ｌ、少なくとも約３５０ｇ／Ｌ、少なくとも約４００ｇ／Ｌ、少なくとも約４５０ｇ／Ｌ）のキシロースの濃度を有する。一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は約５０ｇ／Ｌ〜約５００ｇ／Ｌ、例えば約１００ｇ／Ｌ〜約４００ｇ／Ｌ、約１５０ｇ／Ｌ〜約３５０ｇ／Ｌまたは約１７５ｇ／Ｌ〜約２７５ｇ／Ｌのキシロースの濃度を有する。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、組成物または製品は、疑似移動床式クロマトグラフィーシステム（例えば、疑似移動床式クロマトグラフィー（「ＳＭＢ」）、改良疑似移動床式クロマトグラフィー、連続疑似移動床式クロマトグラフィーおよび／または関連システム）に第１の濃度で入り、疑似移動床式クロマトグラフィーを（例えば、望ましくない成分が除去されて）、進入濃度の約０．１〜約０．９０倍（例えば、約０．２５〜約０．８、約０．３〜約０．７、または約０．４０〜約０．６５など）である第２の濃度で出て行くバイオマス液体から生成される。言い換えると、少なくとも１つの成分が、ＳＭＢシステムに入る濃度の０．１〜約０．９倍の濃度でＳＭＢシステムから出て行き、例えば、液体中の少なくとも１つの成分の初期濃度が１００ｇ／ｍＬである場合、最終濃度は約１０〜約９０ｇ／Ｌとなり得る。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、組成物または製品、例えば、精製シロップは、２５℃で、約１０マイクロジーメンス／ｃｍ未満、例えば、８、６、４未満、または１マイクロジーメンス／ｃｍ未満の導電率を有する。いくつかの実施形態では、組成物は約０．０５５〜１０、例えば、約０．８〜５または約１〜３マイクロジーメンス／ｃｍの導電率を有する。
【０１３６】
一実施形態では、組成物または製品は低い濁度を有し、例えば、約１００ネフェロメ濁度単位（ＮＴＵ）未満（例えば、約５０ＮＴＵ未満、約２５ＮＴＵ未満、約１０ＮＴＵ未満または約５ＮＴＵ未満）であると測定される。一実施形態では、組成物または製品は、調製物から未溶解固体を除去することにより製造された。未溶解固体（例えば、残留物）は、濾過（例えば、回転真空ドラム濾過）および遠心分離（例えば、連続遠心分離）により除去することができる。溶解不純物のいくらかは、溶液をメタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、エチルエーテルおよびテトラヒドロフランなどの溶媒で処理することにより沈殿させることができ、その後、沈殿物は、濾過または遠心分離により除去することができる。加えて、本明細書で記載される組成物は、調製物からの酵素の除去により形成させることができる。例えば、キシロース（例えば、キシロースまたはキシロースおよびグルコースの組み合わせ）を含む調製物は、例えば、約１０ｗｔ％までの酵素（例えば、約９ｗｔ％まで、約８ｗｔ％まで、約５ｗｔ％まで、約２ｗｔ％まで、約１ｗｔ％まで、約０．１〜５ｗｔ％、約１ｗｔ％〜５ｗｔ％、約２ｗｔ％〜５ｗｔ％、約０．１ｗｔ％〜１ｗｔ％、約０．０ｌｗｔ％〜１ｗｔ％、約０．００１ｗｔ％〜０．１ｗｔ％）を有することができる。酵素（例えば、酵素の一部、タンパク質）は変性（例えば、酸、塩基の添加、加熱および／または溶媒の添加）により沈殿させることができる。二酸化炭素および水酸化カルシウムでの処理（例えば、石灰漬け）もまた、化合物、例えば、リグニン由来生成物／不純物ならびに酵素およびタンパク質を沈殿させるのに有効となり得る。場合によってはこれらの化合物は望ましい（望まれない）または望ましいものとなり得る。
【０１３７】
ある一定の実施形態では、粗成物または製品は、スクロースの甘味の約１０パーセント〜７０パーセントの相対的な甘味、例えば、スクロースの甘味の約１０〜約６０パーセント、約１５〜５０パーセントまたは約２０〜４０パーセントを有する。
【０１３８】
一実施形態では、組成物または製品は、２０℃で約５０〜約１００，０００ｃＰの粘度を有する。粘度は、せん断応力のせん断速度に対する比であり、ダイン秒／ｃｍ２、またはポアズとして表される。１センチポアズ（ｃＰ）は、１ポアズの１００分の１である。
【０１３９】
組成物または製品は、水（２０℃で約１．０ｃＰ）を超える粘度、例えば、約１００、２００、３００、４００、５００、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００ｃＰまたはそれ以上、例えば、１０，０００、２５，０００、５０，０００、７５，０００、１００，０００ｃＰまたはそれ以上、例えば、２００，０００ｃＰを有し得る。粘度は、例えば、レオメータまたは粘度計を用いて測定することができるが、粘度を測定する追加の方法が当技術分野で知られている。
【０１４０】
特定の実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は、６０重量パーセントのサッカライドの濃度の精製サッカライドシロップを含み、２０℃の温度で、約１，０００〜１００，０００ｃＰ、例えば、２，０００〜７５，０００ｃＰまたは約５，０００〜６０，０００ｃＰである。
【０１４１】
粘度調整剤が本明細書で記載される組成物または製品に添加され得る。例示的な粘度調整剤としては、例えば、コラーゲン、ジェランガム、炭水化物ゲル形成ポリマー、カロブビーンガム、ローカストビーンガム、カラゲナン、アルギナート（例えば、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム、およびアルギン酸カルシウム）、寒天、グアーガム、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース、透明デンプン、ペクチン、ゼラチン、アロールート、コーンスターチ、カタクリデンプン、ジャガイモデンプン、サゴ、タピオカ、ファーセレラン、およびピロリン酸ナトリウムが挙げられる。粘度調整剤は、組成物中に、組成物の総体積に基づき約０．０１％〜１０重量％（例えば、０．０１、０．１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０％）の量で存在し得るが、粘度調整剤はそれより低いまたは高い濃度で存在してもよい。一実施形態では、組成物または製品はシロップである。
【０１４２】
一実施形態では、組成物または製品は、５０、４０、３０、１５未満以下、例えば１０未満のグリセミックインデックスを有する。
【０１４３】
ある一定の実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は６０重量パーセントの濃度の精製サッカライドシロップを含み、２０℃で、約５，０００〜約７５，０００ｃＰの粘度、スクロースの約１０〜４０パーセントの甘味および約１０〜約４０のグリセミックインデックスを有する。
【０１４４】
一実施形態では、組成物または製品は、飲料として製剤化される。「飲料」により、固体またはガス形態ではない組成物、例えば、対象の口中に入り、経口的に消費または摂取されるように設計された液体または半液体が意味される。飲料はレディ・トゥ・ドリンク液体形態（例えば、変更なく消費され得る）または液体、固体、もしくは濃縮形態（別の液体（例えば、水）の添加により、レディ・トゥ・ドリンク液体形態に転換され得る）であってもよい。
【０１４５】
一実施形態では、組成物または製品は、電解質、甘味料、香味料、ビタミン、ミネラル、アミノ酸、または保存剤のうちの１つから選択される追加の成分を含む。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、組成物または製品（例えば、シロップまたは飲料）は、香味料または着色剤を含む。いくつかの実施形態では、組成物または製品（例えば、シロップまたは飲料）は、香料を含む。例示的な香味料、香料および着色剤は天然および／または合成材料を含む。一実施形態では、香味料、香料または着色剤は食品グレードの香味料、香料または着色剤である。これらの材料は、１つ以上の化合物、組成物またはこれらの混合物（例えば、いくつかの化合物の、製剤化された、または天然組成物）とすることができる。任意で、香味料、香料、抗酸化剤および着色剤は、生物学的に、例えば、発酵プロセス（例えば、本明細書で記載される糖化された材料の発酵）から誘導することができる。その代わりに、または加えて、これらの香味料、香料および着色剤は、全生物（例えば、植物、真菌、動物、細菌または酵母）または生物の一部から収穫することができる。生物は、本明細書で記載される方法、システムおよび機器の使用、熱水抽出、超臨界流体抽出、化学抽出（例えば、酸および塩基を含む溶媒または反応抽出）、機械抽出（例えば、加圧、粉砕、濾過）、酵素の使用、開始材料を分解するためなどの細菌の使用、およびこれらの方法の組み合わせを含む任意の手段により、色、香味料、香料および／または抗酸化剤を提供するために収集され、または抽出され得る。化合物は、例えば、（例えば、本明細書で記載されるように生成された）糖の組み合わせのアミノ酸との化学反応（Ｍａｉｌｌａｒｄ反応）により誘導することができる。香味料、香料、抗酸化剤および／または着色剤は、本明細書で記載される方法、機器またはシステムにより生成された中間体およびまたは生成物、例えば、エステルおよびリグニン由来生成物とすることができる。
【０１４７】
香味料、香料または着色剤のいくつかの例としてはポリフェノールが挙げられる。ポリフェノールは、多くの果実、野菜、穀物粒、および花の赤、紫および青着色剤に関与する顔料である。ポリフェノールはまた、抗酸化剤特性を有することができ、しばしば苦味を有する。抗酸化剤特性により、これらは、重要な保存剤となる。１つのクラスのポリフェノールはフラボノイド、例えばアントシアニジン、フラバノノール、フラバン−３−オール、フラバノンおよびフラバノノールである。使用することができる他のフェノール化合物としては、フェノール酸およびそれらのエステル、例えばクロロゲン酸およびポリマータンニンが挙げられる。
【０１４８】
着色剤の中でも、無機化合物、ミネラルまたは有機化合物、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、カドミウムイエロー（例えば、ＣｄＳ）、カドミウムオレンジ（例えば、いくらかのＳｅを有するＣｄＳ）、アリザリンクリムソン（例えば、合成または非合成ローズマダー）、ウルトラマリン（例えば、合成ウルトラマリン、天然ウルトラマリン、合成ウルトラマリン紫）、コバルトブルー、コバルト黄、コバルト緑、ビリジアン（例えば、水和酸化クロム（ＩＩＩ））、カルコパイライト（ｃｈａｌｃｏｐｈｙｌｉｔｅ）、コニカルサイト、コルヌバイト、コーンウォーライトおよびリロコナイトが使用され得る。黒色顔料、例えばカーボンブラックおよび自己分散性ブラックが使用され得る。
【０１４９】
香味料、香料および着色剤の追加の例はＷＯ２０１４／１３８５５３号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載される。
【０１５０】
一実施形態では、組成物または製品は追加の甘味料を含むことができる。例示的な甘味料としては、高果糖コーンシロップ、マンノース、マルトース、グルコースポリマー、スクロース（例えば、甘蔗糖またはビート糖）、グルコース、デキストロース、ラクトース、ガラクトース、果糖、ポリサッカライド（例えば、マルトデキストリン（ｍａｌｏｄｅｘｔｒｉｎｓ））、米飴、蜂蜜、および天然フルーツジュース（例えば、オレンジジュース、パパイヤジュース、パイナップルジュース、リンゴジュース、ブドウジュース、アンズジュース、セイヨウナシジュース、トマトジュース、リュウゼツラン花蜜、またはクランベリージュース）が挙げられる。加えて、ノンまたは低カロリー甘味料とすることができる。そのようなノンカロリーまたは低カロリー甘味料の例としては、サッカリン、シクラメート、アセスルファム、ソルビトール、スクラロース、キシリトール、エリスリトール、ステビア抽出物、Ｌ−アスパルチル−Ｌ−フェニル−アラニンエステル（例えば、アスパルテーム）、Ｌ−アスパルチル−Ｄ−アラニンアルキルアミド、Ｌ−アスパルチル−Ｌ−１−ヒドロキシメチルアルカンアミド、およびＬ−アスパルチル−１−ヒドロキシエチルアルカンアミドが挙げられるが、それらに限定されない。一実施形態では、本明細書で記載される甘味料は、組成物または製品中、組成物の総体積に基づき約２重量％〜約２０重量％の範囲の濃度で存在し得る（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０％）。一実施形態では、本明細書で記載される化合物、例えば、飲料は、本明細書で記載されるノンカロリーまたは低カロリー甘味料を実質的に含まない。
【０１５１】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は、グルコースなどの追加の糖を含むことができる。いくつかの実施形態では、組成物または製品はグルコースをさらに含む。実施形態では、グルコースの濃度は少なくとも約５０ｇ／Ｌ（例えば、少なくとも約１００ｇ／Ｌ、少なくとも約１５０ｇ／Ｌ、少なくとも約２００ｇ／Ｌ、少なくとも約２５０ｇ／Ｌ、少なくとも約３００ｇ／Ｌ、少なくとも約３５０ｇ／Ｌ、少なくとも約４００ｇ／Ｌ、少なくとも約４５０ｇ／Ｌ）である。一実施形態では、本明細書で記載される組成物は、約５０ｇ／Ｌ〜約５００ｇ／Ｌ、例えば約１００ｇ／Ｌ〜約４００ｇ／Ｌ、約１５０ｇ／Ｌ〜約３５０ｇ／Ｌまたは約１７５ｇ／Ｌ〜約２７５ｇ／Ｌのグルコースの濃度を有する。組成物または製品がグルコースを含む実施形態では、組成物中のキシロース対グルコースの比は、例えば、約１０：１〜約１：１０、例えば、約８：１〜約１：８約５：１〜約１：５、約３：１〜約１：３、約２：１〜約１：２、または約１：１とすることができる。いくつかの実施形態では、キシロース／グルコースの比は約３０／５０〜約１０００／５０、例えば、約３５／５０〜約２５０／５０、約４０／５０〜約１００／５０または約４５／５０〜約９５／５０である。好ましい実施形態では、キシロース／グルコースの比は約４０／５０〜約９５／５０、例えば、約４５／５０〜約９０／５０である。少量のキシロースであっても、健康に対して良い影響を有する可能性がある。
【０１５２】
一実施形態では、飲料などの組成物または製品は電解質を含む。例示的な電解質としてはカリウム塩、塩化物塩、臭化物塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、クエン酸塩、酢酸塩、リン酸塩、サリチル酸塩、重炭酸塩、乳酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、安息香酸塩、亜セレン酸塩、モリブデン酸塩、ヨウ化物塩、酸化物、およびそれらの組み合わせが挙げられる。電解質は、組成物中、組成物の総体積に基づき、約０．０１重量％〜約１０重量％の濃度範囲で存在し得る（例えば、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０）。
【０１５３】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品はビタミンまたはミネラルを含む。本明細書で記載される組成物に含められ得る例示的なビタミンおよびミネラルとしては、例えば、重酒石酸コリン、ナイアシンアミド、チアミン、葉酸、ｄ−パントテン酸カルシウム、ビオチン、ビタミンＡ、ビタミンＣ、ビタミンＢ１塩酸塩、ビタミンＢ２、ビタミンＢ３、ビタミンＢ６塩酸塩、ビタミンＢ１２、ビタミンＤ、ビタミンＥ酢酸塩、ビタミンＫ、ならびにカルシウム、カリウム、マグネシウム、亜鉛、ヨウ素、鉄、および銅の塩が挙げられる。本発明の組成物に含められる場合、組成物は、そのようなビタミンおよびミネラルについての米国の１日当たりの推奨摂取量（ＲＤＩ）の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０％を含む。
【０１５４】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は保存剤を含む。例示的な保存剤としては、例えば、ソルビン酸塩、安息香酸塩、およびポリリン酸塩保存剤（例えば、ソルビン酸、安息香酸、ソルビン酸カルシウム、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、安息香酸カルシウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、およびそれらの混合物）が挙げられる。組成物に含められる場合、保存剤は、組成物の総体積に基づき、約０．０００５重量％〜約０．５重量％（例えば、０．０００５、０．００１、０．００５、０．０１、０．０５、０．１、または０．５重量％）のレベルとすることができる。
【０１５５】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品は抗酸化剤を含む。例示的な抗酸化剤としては、ビタミンＣおよびビタミンＥ；βカロテン、ルテイン、または他のカロテノイド；シアニジン、デルフィニジン、マルビジン、または他のアントシアニジン；アピゲニン、ルテオリン、または他のフラボン；ヘスペリチン、ナリンゲニン、または他のフラボノン；イソラムネチン、ケルセチン、ケンフェロールまたは他のフラボノール；ならびにエピガロカテキン−３−ガラート、エピカテキン、テアルビジン、または他のフラバン−３−オールが挙げられる。
【０１５６】
一実施形態では、本明細書で記載される組成物または製品はアミノ酸（例えば、ロイシン、イソロイシン、リジン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、トリプトファン、およびバリン）、刺激薬（例えば、カフェイン）、乳化剤（ｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、二酸化炭素（例えば、液体組成物に炭酸ガスを入れるため）、安定剤、保水剤、固結防止剤、またはハーブ抽出物などの抽出物を含む。
【０１５７】
本明細書で記載される任意の組成物または製品のある一定の実施形態では、組成物または製品は、乾燥粉末を水性流体（例えば、水）で再構成させることにより作られる飲料またはゲルである。
【０１５８】
場合によっては、本明細書で記載される任意の組成物または製品は、繊維、例えばセルロースおよびリグノセルロース繊維、例えば本明細書で記載されるもののいずれかを含むことができる。
【０１５９】
本明細書で記載される任意の組成物または製品の他の実施形態では、組成物または製品は包装飲料である。いくつかの実施形態では、包装飲料は１０〜１０００ｍＬ（例えば、１０〜５００ｍＬ）の飲料を含む単位で提供される。
【０１６０】
本明細書で記載される組成物または製品は、例えば、ガラス瓶、プラスチック瓶および容器（例えば、ポリエチレンテレフタレートまたは箔張エチレンビニルアルコール）、金属缶（例えば、コートアルミニウムまたは鋼）、裏打ちボール紙容器、パウチ、パック、包装紙、または当業者に知られている任意の他のパッケージにおいて瓶詰めまたは包装され得る。例えば、レディ・トゥ・ドリンク飲料は、１０〜１０００ｍＬの飲料を含む単位で瓶詰めまたは包装することができる。例えば、パッケージは、１０、２０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、または１０００ｍＬの飲料を含むことができる。あるいは、パッケージは、２００、２５０、３３０、３５０、３５５、３７５、４４０、または５００ｍＬの飲料を含むことができる。レディ・トゥ・ドリンク飲料はまた、１〜３２液量オンスの飲料を含む単位で瓶詰めまたは包装することができる（例えば、単位は１、２、５、６．７５、８、８．３、８．４、８．４５、９．６、１０、１２、１５、１５．５、１６、１８．６、２０、２３、２４、または３２液量オンスを含み得る）。貯蔵安定性の良い組成物または溶液が所望である場合、パッケージは、充填前に、低温殺菌、超低温殺菌、または滅菌組成物もしくは溶液により、適切に滅菌される。２つ以上の成分の相互安定性が要求される場合（例えば、一成分が低ｐＨで不安定である場合）、パッケージは、摂取少し前に混合することができる、または連続して消費することができる複数の容器を特徴とすることができる。
【０１６１】
製造方法
本明細書で記載される組成物または製品は、本明細書で記載されるプロセスを用いて製造させることができる。例えば、本明細書で記載される組成物は、バイオマスを、キシロースを含む組成物に変換または加工処理することにより製造することができる。いくつかの実施形態では、組成物はキシロースおよびグルコースを含む。例示的な方法としては、ＷＯ２０１４／１３８５５３号（参照により本明細書に組み込まれる）において記載されるものが挙げられる。
【０１６２】
バイオマスを製品、例えば糖製品に変換するための方法は、例えば、米国特許出願２０１４／００１１２５８号（その内容はその全体が参照により組み込まれる）において記載されるように、当技術分野で知られている。簡単に言うと、バイオマスは最適に前処理され、例えば、扱いにくさが低減され、ならびに、処理されたバイオマスをバイオマス分解、またはセルロース分解酵素と共にインキュベートし、糖（例えば、グルコースおよび／またはキシロース）を生成させることを含む糖化プロセスにより糖化される。糖製品は、例えば、発酵または蒸留により、さらに加工処理され、最終製品を生成させることができる。
【０１６３】
本明細書で記載されるプロセスを使用して、バイオマス材料は、コスト効率の高い様式で、本明細書で記載される組成物に変換させることができる。
【０１６４】
バイオマス
バイオマスとしては、澱粉質材料、サトウキビ、農業廃棄物、紙、紙製品、紙くず、紙パルプ、着色紙、塗被紙、コート紙、充填紙、雑誌、印刷物、プリンター用紙、ポリコート紙、カード用紙、ボール紙、板紙、綿、木材、パーティクルボード、林業廃棄物、おがくず、アスペン材、木材チップ、草、スイッチグラス、ススキ、スパルティナ、クサヨシ、穀物残渣、もみ殻、カラスムギ殻、コムギもみ殻、オオムギ殻、農業廃棄物、サイレージ、キャノーラわら、麦わら、オオムギわら、カラスムギわら、コメわら、ジュート、ヘンプ、亜麻、竹、サイザル麻、アバカ、トウモロコシ穂軸、コーン・ストーバー、ダイズストーバー、コーンファイバ、アルファルファ、干し草、ココナツヘア、糖加工処理残渣、バガス、ビートパルプ、リュウゼツランバガス、藻類、海藻、プランクトン堆肥、下水、臓物、農業もしくは産業廃棄物、アラカチャ、ソバ、バナナ、オオムギ、キャッサバ、クズ、オカ、サゴ、ソルガム、ジャガイモ、サツマイモ、タロイモ、ヤムイモ、マメ、ソラマメ、レンズマメ、エンドウマメ、またはこれらのいずれかの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。好ましい実施形態では、バイオマスは、トウモロコシ穂軸、例えば、コーン・ストーバーなどの農業廃棄物を含む。別の実施形態では、バイオマスは草を含む。
【０１６５】
１つの実施形態では、バイオマスは、本明細書で記載される組成物との接触前に処理される。例えば、バイオマスは、バイオマスの扱いにくさを低減させるために、その嵩密度を低減させるために、および／またはその表面積を増加させるために処理される。好適なバイオマス処理プロセスとしては、下記が挙げられるが、それらに限定されない：電子による衝撃、超音波処理、酸化、熱分解、蒸気爆発、化学的処理、機械的処理、および凍結粉砕。好ましくは、処理方法は電子による衝撃である。
【０１６６】
バイオマスは、電離放射線、例えばＸ線、γ線または電子ビームを使用する前処理法に供せられる。電離放射線はヘミセルロースを分解せずに、バイオマスの扱いにくさを低減させる。いくつかの実施形態では、電子衝撃は、バイオマスが少なくとも０．５Ｍｒａｄ、例えば少なくとも５、１０、２０、３０、または少なくとも４０Ｍｒａｄの総線量を受けるまで実施される。いくつかの実施形態では、処理は、バイオマスが、約０．５Ｍｒａｄ〜約１５０Ｍｒａｄ、約１Ｍｒａｄ〜約１００Ｍｒａｄ、約５Ｍｒａｄ〜約７５Ｍｒａｄ、約２Ｍｒａｄ〜約７５Ｍｒａｄ、約１０Ｍｒａｄ〜約５０Ｍｒａｄ、例えば、約５Ｍｒａｄ〜約５０Ｍｒａｄ、約２０Ｍｒａｄ〜約４０Ｍｒａｄ、約１０Ｍｒａｄ〜約３５Ｍｒａｄ、または約２０Ｍｒａｄ〜約３０Ｍｒａｄの線量を受けるまで実施される。いくつかの装置では、２５〜３５Ｍｒａｄの総線量が好ましく、理想的には２〜３秒にわたって、例えば、５Ｍｒａｄ／パスで適用され、各パスは約１秒間適用される。７〜９Ｍｒａｄ／パスを超える線量の適用は、場合によっては原材料の熱分解を引き起こす。
【０１６７】
バイオマス材料（例えば、植物バイオマス、動物バイオマス、紙、および自治体廃棄バイオマス）が、有用な中間体および生成物、例えば有機酸、有機酸の塩、無水物、有機酸のエステルおよび燃料、例えば、内燃機関のための燃料または燃料電池のための原料を製造するための原料として使用され得る。原料として、容易に入手できるが、しばしば、加工処理するのが困難となり得るセルロースおよび／またはリグノセルロース材料、例えば、自治体廃棄物ストリームおよび紙屑ストリーム、例えば新聞紙、クラフト紙、段ボール紙またはこれらの混合物を含むストリームを使用することができるシステムおよびプロセスが本明細書で記載される。
【０１６８】
原料を、容易に処理加工することができる形態に変換させるために、原料中のグルカンまたはキシラン含有セルロースは、低分子量炭水化物、例えば糖に、糖化剤、例えば、酵素または酸、糖化と呼ばれるプロセスにより加水分解させることができる。低分子量炭水化物はその後、例えば、既存の製造プラント、例として単細胞タンパク質プラント、酵素製造プラント、または燃料プラント、例えば、エタノール製造施設において使用することができる。
【０１６９】
原料は、酵素を使用して、例えば材料と酵素を溶媒、例えば、水溶液中で合わせることにより加水分解させることができる。酵素は、本明細書で記載される方法に従い生成／誘導することができる。
【０１７０】
特定的には、酵素は、バイオマス（例えば、バイオマスのセルロースおよび／またはリグニン部分）を分解することができる、または様々なセルロース分解酵素（セルラーゼ）、リグニナーゼまたは様々な小分子バイオマス分解性代謝産物を含むまたは生成させる生物により提供される。これらの酵素は、バイオマスの結晶セルロースまたはリグニン部分を分解するように相乗的に作用する酵素の複合物であってもよい。セルロース分解酵素の例としては下記が挙げられる：エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびセロビアーゼ（β−グルコシダーゼ）。
【０１７１】
糖化中、セルロース基質は最初に、エンドグルカナーゼによりランダムな位置で加水分解させることができ、オリゴマー中間体が生成される。これらの中間体はその後、エキソ開裂グルカナーゼ、例えばセロビオヒドロラーゼのための基質となり、セロビオースがセルロースポリマーの端から生成される。セロビオースはグルコースの水溶性１，４−連結二量体である。最後に、セロビアーゼはセロビオースを切断し、グルコースが得られる。このプロセスの効率（例えば、加水分解および／または加水分解の完了までの時間）は、セルロース材料の扱いにくさに依存する。
【０１７２】
糖化
扱いにくさが低減されたバイオマスは、以上で記載されるバイオマス分解酵素により、一般に、扱いにくさが低減されたバイオマスとバイオマス分解酵素を流体媒質、例えば、水溶液中で合わせることにより処理される。場合によっては、原料は糖化前に、２０１２年４月２６日に公開されたＭｅｄｏｆｆおよびＭａｓｔｅｒｍａｎによる米国特許出願公開２０１２／０１００５７７  Ａ１号（その全内容は本明細書に組み込まれる）に記載されるように、熱湯中で煮沸され、浸され、調理される。
【０１７３】
本明細書で記載される糖化プロセスで使用するための、バイオマスを分解することができる酵素の混合物、例えば、バイオマス分解酵素の酵素混合物が、本明細書で提供される。
【０１７４】
糖化プロセスは部分的に、または完全に製造プラントにおける槽（例えば、少なくとも４０００、４０，０００、または５００，０００Ｌの体積を有する槽）中で実施することができ、かつ／または、部分的に、または完全に、輸送中、例えば、鉄道車両、タンクローリ、または超大型タンカーまたは船倉において実施することができる。完全な糖化に必要とされる時間は、プロセス条件ならびに使用されるバイオマス材料および酵素に依存するであろう。糖化が製造プラントにおいて制御された条件下で実施される場合、セルロースは、糖、例えば、グルコースに約１２〜９６時間で実質的に完全に変換され得る。糖化が部分的に、または完全に輸送中に実施される場合、糖化にはより長い時間がかかり得る。
【０１７５】
好ましい実施形態では、糖化反応は、酵素反応が起こるのに最適なｐＨ、例えば、バイオマス分解酵素の活性に最適なｐＨで起こる。好ましくは、糖化反応のｐＨはｐＨ４〜４．５である。好ましい実施形態では、糖化反応は、酵素反応が起こるのに最適な温度、例えば、バイオマス分解酵素の活性に最適な温度で起こる。好ましくは、糖化反応の温度は４２℃〜５２℃である。
【０１７６】
槽内容物は糖化中に、例えば、２０１０年５月１８日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３５３３１号（英語でＷＯ２０１０／１３５３８０号として公開され、米国を指定しており、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるように、ジェット混合を使用して混合されることが一般に好ましい。
【０１７７】
界面活性剤の添加は糖化速度を増強することができる。界面活性剤の例としては、非イオン性界面活性剤、例えばＴｗｅｅｎ（登録商標）２０またはＴｗｅｅｎ（登録商標）８０ポリエチレングリコール界面活性剤、イオン性界面活性剤、または両性界面活性剤が挙げられる。
【０１７８】
糖化から得られる糖溶液の濃度はかなり高く、例えば、４０重量％を超える、または５０、６０、７０、８０、９０重量％を超える、さらに９５重量％を超えることが一般に好ましい。水は、例えば、蒸発により除去され得、糖溶液の濃度が増加する。これにより、輸送される体積が低減し、また、溶液中での微生物増殖が阻害される。
【０１７９】
あるいは、より低い濃度の糖溶液が使用され得、この場合、抗菌添加物、例えば、広域スペクトル抗生物質を、低濃度、例えば、５０〜１５０ｐｐｍで添加することが望ましい可能性がある。他の好適な抗生物質としては、アンホテリシンＢ、アンピシリン、クロラムフェニコール、シプロフロキサシン、ゲンタマイシン、ハイグロマイシンＢ、カナマイシン、ネオマイシン、ペニシリン、ピューロマイシン、ストレプトマイシンが挙げられる。抗生物質は、輸送および貯蔵中の微生物の増殖を阻害し、適切な濃度、例えば、重量で１５〜１０００ｐｐｍ、例えば、２５〜５００ｐｐｍ、または５０〜１５０ｐｐｍで使用することができる。所望であれば、たとえ、糖濃度がかなり高くても抗生物質を含有させることができる。あるいは、抗菌または保存特性を有する他の添加物が使用され得る。好ましくは、抗菌添加物（複数可）は食品グレードである。
【０１８０】
バイオマス材料に酵素と共に添加する水の量を制限することにより、かなり高い濃度の溶液を得ることができる。濃度は、例えば、どのくらいの糖化が起こるかを制御することにより制御することができる。例えば、濃度は、より多くのバイオマス材料を溶液に添加することにより増加させることができる。溶液中で生成される糖を維持するために、界面活性剤、例えば、以上で記載されるもののうちの１つを添加することができる。溶解度はまた、溶液の温度を増加させることにより増加させることができる。例えば、溶液は４０〜５０℃、６０〜８０℃、またはさらにそれ以上の温度で維持することができる。
【０１８１】
本明細書で記載されるプロセスでは、例えば糖化後、キシロース（例えば、グルコースおよびキシロース）は単離することができる。例えば、キシロースは、沈殿、結晶化、クロマトグラフィー（例えば、疑似移動床クロマトグラフィー、高圧クロマトグラフィー）、遠心分離、抽出、当技術分野で知られている任意の他の単離方法、およびそれらの組み合わせにより単離することができる。一実施形態では、単離生成物は、キシロースまたはグルコースの混合物を含む。単離させるとすぐに、キシロース含有組成物、またはキシロースおよびグルコースを含有する組成物は、飲料またはシロップなどの本明細書で記載される製品に製剤化することができる。
【０１８２】
本発明の酵素混合物で使用するための好適なバイオマス分解酵素の他の例としては、バチルス、コプリナス、ミセリオフソラ、セファロスポリウム、スキタリジウム、ペニシリウム、アスペルギルス、シュードモナス、ヒュミコラ、フサリウム、チエラビア、アクレモニウム、クリソスポリウムおよびトリコデルマ属における種由来の酵素が挙げられ、とりわけ、アスペルギルス種（例えば、欧州特許公開第０  ４５８  １６２号を参照されたい）、ヒュミコラ・インソレンス（スキタリジウム・サーモフィルムとして再分類、例えば、米国特許第４，４３５，３０７号を参照されたい）、コプリヌス・シネレウス、フサリウム・オキシスポルム、ミセリオフソラ・サーモヒラ、メリピウス・ギガンテウス、チエラビア・テレストリス、アクレモニウム種（限定はされないが、Ａ．ペルシシナム、Ａ．アクレモニウム、Ａ．ブラキペニウム、Ａ．ジクロモスポルム、Ａ．オブクラバタム、Ａ．ピンケルトニエ、Ａ．ロセオグリセウム、Ａ．インコロラタム、およびＡ．フラタムが含まれる）から選択される株により生成されるものである。好ましい株としては、ヒュミコラ・インソレンスＤＳＭ１８００、フサリウム・オキシスポルムＤＳＭ２６７２、ミセリオフソラ・サーモヒラＣＢＳ１１７．６５、セファロスポリウム種ＲＹＭ−２０２、アクレモニウム種ＣＢＳ４７８．９４、アクレモニウム種ＣＢＳ２６５．９５、アクレモニウム・ペルシシナムＣＢＳ１６９．６５、アクレモニウム・アクレモニウムＡＨＵ９５１９、セファロスポリウム種ＣＢＳ５３５．７１、アクレモニウム・ブラシペニウムＣＢＳ８６６．７３、アクレモニウム・ジクロモスポルムＣＢＳ６８３．７３、アクレモニウム・オブクラバタムＣＢＳ３１１．７４、アクレモニウム・ピンケルトニエＣＢＳ１５７．７０、アクレモニウム・ロセオグリセウムＣＢＳ１３４．５６、アクレモニウム・インコロラタムＣＢＳ１４６．６２、およびアクレモニウム・フラタムＣＢＳ２９９．７０Ｈが挙げられる。バイオマス分解酵素はまた、クリソスポリウム、好ましくはクリソスポリウム・ラクノウェンスの株から得ることができる。使用することができる追加の株としては、トリコデルマ（特に、Ｔ．ビリデ、Ｔ．リーセイ、およびＴ．コニンギイ）、好アルカリ性バチルス（例えば、米国特許第３，８４４，８９０号および欧州特許公開第０  ４５８  １６２号を参照されたい）、およびストレプトマイセス（例えば、欧州特許公開第０  ４５８  １６２号を参照されたい）が挙げられるが、それらに限定されない。
【０１８３】
実施形態では、微生物は、非誘導微生物と比べて、バイオマス分解酵素の生成を増加させるのに好適な条件下で、本明細書で記載されるバイオマス分解酵素を生成するように誘導される。例えば、本明細書で記載されるバイオマスを含む誘導バイオマス試料は、バイオマス分解酵素の生成を増加させるために微生物と共にインキュベートされる。誘導プロセスのさらなる説明はＵＳ２０１４／００１１２５８号（その内容は、これによりその全体が参照により組み込まれる）において見出すことができる。
【０１８４】
前記微生物により生成および／または分泌されるバイオマス分解酵素は単離することができ、本発明の酵素混合物に添加することができる。あるいは、１つの実施形態では、本明細書および以上で記載されるバイオマス分解酵素を発現する、前記微生物または宿主細胞は糖化反応への添加前に溶解されない。
【０１８５】
実施例
トウモロコシ穂軸のグルコースおよびキシロース含量を決定した。天然の、未処理のトウモロコシ穂軸の乾燥させた、粉砕試料のキシロース／グルコースの比を測定し、０．８３３であると決定した。トウモロコシ穂軸をその後、電離放射線に供し、キシロース／グルコースの比を測定し、０．８３３であると決定した。よって、キシロースおよびグルコース比は変化しなかった。照射させたトウモロコシ穂軸試料をその後、酵素糖化に供し；キシロース／グルコースの比を測定し、０．８６４であると決定した。これは、３．５％、または４％未満のキシロース／グルコース比の変化を表す。ＵＰＬＣ（超高圧液体クロマトグラフィー）を用い、バイオマスにおける構造炭水化物およびリグニンのＮＲＥＬ決定、研究室分析手順において設定されたガイドライン；発行日２００８年４月、改定２０１２年８月（ＮＲＥＬ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ  ａｎｄ  Ｌｉｇｎｉｎ  ｉｎ  Ｂｉｏｍａｓｓ，  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；  Ｉｓｓｕｅ  ｄａｔｅ  Ａｐｒｉｌ  ２００８，  Ｒｅｖ．  Ａｕｇｕｓｔ  ２０１２）（ｖｅｒ０８−０３−２０１２）（電子的にｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｒｅｌ．ｇｏｖ／ｂｉｏｍａｓｓ／ａｎａｌｙｔｉｃａｌ＿ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ．ｈｔｍｌで入手可能）に従い、グルコースおよびキシロース含量を決定した。
【０１８６】
さらなる説明なしで、当業者は、前の説明および下記例示的な例を使用して、本発明の化合物を生成させ、利用することができ、特許請求される方法を実施することができると考えられる。下記実用的実施例は特定的に、本発明の様々な態様を指摘しており、決して本開示の残りを制限するものとして解釈されるべきではない。
【０１８７】
等価物
本明細書で引用される各および全ての特許、特許出願、および出版物の開示は、これにより、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。この発明について特定の態様を参照して開示してきたが、この発明の他の態様および変更は、当業者により、発明の真の精神および範囲から逸脱せずに考案することができることは明らかである。添付の特許請求の範囲は、そのような態様および等価の変更を全て含むと解釈されることが意図される。
【国際調査報告】
2017530701.tif 000002
2017530701.tif 000003