[发明专利]来源于木材生物质的抗微生物木质素组合物

说明书

本发明描述来源于木材生物质的用作食品添加剂的抗微生物木质素组合物。所述添加剂包含浓缩木质素、碳水化合物和水。本发明还描述一种制备抑制微生物的食品基质的方法和一种对食品进行处理来抑制微生物生长的方法。

技术领域

本公开涉及抑制微生物生长的食品添加剂，而且尤其涉及来源于木材生物质的添加剂。本公开还涉及一种制备抑制微生物的食品基质的方法以及一种对食品进行处理来抑制微生物生长的方法。

发明背景

木质纤维素生物质指的是包含以下三种主要生物聚合物的植物生物质：纤维素、半纤维素和木质素。木质纤维素生物质提供唯一的碳可再生能源，而且目前是可再生能源的重要来源。每年生产出超过2200亿吨的生物质，但很多仍未被充分利用。愈来愈多地关注依赖于有限的而且不可再生的化石石油和煤炭资源来生产燃料和化工产品以及关注化石燃料燃烧对环境的影响，已经导致对寻求可再生资源用于燃料和化工产品的关注日益增加。

生物炼制的概念，类似于石油化工炼制，设想使用丰富的可再生资源，诸如木质纤维素生物质作为可能的原料来转化成目前来源于石油的各种产品，包括燃料和化工产品。

纤维素和半纤维素是在植物木质纤维素生物质中发现的多糖的两种实例。这些多糖也称为复合碳水化合物。相比而言，第三种主要的生物聚合物是木质纤维素生物质。木质素是通过三种不同类型的类苯基丙烷单体(松柏醇、芥子醇和香豆醇)偶合形成的天然产生的复合高分子量芳香族高分子，并且是具有芳环结构的唯一一种天然产生的聚合物。木质素以及纤维素和半纤维素发现于植物生物质的细胞壁中。它与半纤维素共价键结并用以提供硬度以及结构支撑。木质素是地球上最丰富的聚合物之一，而且可以占到木质纤维素生物质中物质的三分之一。

迄今为止，生物炼制主要集中在研发‘糖平台’(来自多糖的产品)来使来源于纤维素和半纤维素组分的单糖糖流货币化，而木质素组分被认为是具有低商业价值的副产物。然而，为了最大限度地有效利用生物质资源以及改善整体工艺经济情况，对于大量可用的木质素识别并发展出高价值应用变得愈加重要。

生物炼制制造方法中用来分离木质纤维素生物质的个别组分的方法倾向于产生一般来说比由造纸工艺获得的木质素更少地改变其天然结构的木质素。已特别地研发出其它方法来从木质纤维素生物质中分离出高纯度并且最小程度上改变其天然结构的木质素，并且目标在于为其开发出高价值的产品。

已研发出在美国专利第9,580,454 B2号中所述的木材的机械制造方法，并且所述专利以引用的方式并入本文中。这种制造方法便于纤维素和半纤维素组分的分离，留下富含木质素的残余物，从中可以进一步提取出具有与在原始木材中发现的天然木质素最为接近的化学结构的高纯度浓缩木质素。

木质素高分子的多芳环结构将其分类为多酚类化合物类别。已知酚类和多酚类化合物两者均具有抗氧化活性，能够清除自由基和活性氧。天然产生的多酚发现于各种水果、蔬菜和谷物中。据推荐，饮食应包括来自这些食品的充分供应以确保健康和幸福。在一种典型的饮食中，多酚构成对所消耗抗氧化剂的主要贡献。来自植物生物质的木质素和木质素水解产物已显示具备强的抗氧化和抗癌活性(Sharma等人2010，Lee等人2012)。除了在饮食中的抗氧化活性以外，木质素在各种工业应用中也展现出抗氧化活性。

生物炼制中来源于木材的木质素产品可提供作为天然食品防腐剂的潜能，且因此代替来源于合成化学的食品防腐剂用于控制微生物生长并可常常有助于身体健康

发明概要

根据本文所述的一个实施方案，提供一种用于抑制食品中微生物生长的抗微生物组合物，所述组合物包含：浓缩木质素、碳水化合物以及水。

根据本文所述组合物的另一个实施方案，所述组合物包含占所述组合物45％至65％w/w的浓缩木质素、占所述组合物30％至35％w/w的碳水化合物，其中小于10％w/w的所述组合物包含水溶性组分。