來自於食物固態發酵的酶製劑的製作方法

2024-04-02 21:26:05

專利名稱：來自於食物固態發酵的酶製劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及從食物固態發酵中獲得的酶製劑，其可包括用麴黴屬發酵的菌菇。本發明進一步涉及一種從菌菇和穀類的混合物的發酵中獲得的酶製劑，並且涉及酶製劑的製備方法以及上述製劑的應用。
背景技術：
植物蛋白的水解代表著食品生物技術的最古老的加工方法。在亞洲國家已經憑經驗進行了幾個世紀，其中大豆蛋白被水解製成醬油一一種豆制調味料和普通的調味品，在西方世界幾乎成為中餐的同義詞。在這些冗長的、有時經年的加工過程中，所需要的肽分解活性來自於生長在各個植物底物中的麴黴、乳酸菌和酵母的連續發酵。西方國家已經使用小麥、大米或者花生蛋白來模仿這個加工過程，並且用酸水解比如鹽酸水解來代替酶水解，以便能高效地打開動力學上很穩定的肽鍵。這些產物，通常被稱為水解植物蛋白(HVP)，或者是液體調味料，或者被濃縮以便得到糊狀物、粉末和預混料， 用於湯、調味料組合物或者濃縮固體湯料中。所有的產物都給出一種肉類的氣味和滋味，雖然在該加工過程中的任何階段都沒有涉及肉類。在水解過程結束後因為需要中和酸，所以要添加氫氧化鈉。在中和反應期間形成的氯化鈉維持該口味，增強了植物水解產物的特性，並且在最終產品中通常是受歡迎的。然而，酸水解也有許多缺點。特別當溫度是在100°C以上時，強酸和強鹼是危險物質，並且被認為與安全和食品等級的操作不相符。更大的問題是不可避免地形成了二氯化合物，例如1，2_ 二氯丙醇和1，3-二氯丙醇，它們在動物飼料研究中顯示為致癌性。原材料的油脂成分與鹽酸相接觸也會產生氯化的類固醇，同時美拉德途徑會衍生一些化合物例如 5_(氯甲基)糠醛。為了避免形成危險的或者有毒的化合物，人們又再次關注酶催化方法，其中既不需要也不形成這些化合物。因此，人們對改進酶催化方法有極大的興趣。在這種方法中使用的酶通常是肽酶和/或蛋白酶。普通的肽酶，比如鹼性蛋白酶(alcalase)(來自於地衣芽孢桿菌的絲氨酸-肽酶)、木瓜蛋白酶(來自於番木瓜的半胱氨酸-肽酶)、來自於重組毛黴菌株的凝乳酶(粗製凝乳酶)以及中性蛋白酶(neutraseM來自於枯草芽胞桿菌的金屬-肽酶)。美國專利US3694316描述了從擔子菌製備蛋白酶的方法。其他商品肽酶，比如鏈黴蛋白酶或者 Flavorzyme ( 一種風味酶)，是通過細菌例如灰色鏈黴菌或者通過子囊菌真菌例如米麴黴產生的各種活性類型的混合物。由於其生物催化的本質，酶方法可以在溫和的物理條件下進行，從而與相對應的酸催化相比更具環境友好性。然而，與酸水解相反，酶催化方法通常反應不完全，並且可能導致帶有苦味的部分水解產物；隨著水解程度的增加，苦味程度也增加至最大值，然後隨著水解的進行而下降。已經公開了很多種嘗試手段用來加速酶催化過程(Pedroche，J. et al.，Electronic Journalof Environmental, Agricultural and Food chemistry, 2003)並且避免形成苦味月太(Maehashi K. et al. , Molecular Methods of plant Analysis, 2002, 47-68)。^ S & (Lamsal, B. P. et al. , Journal of the American Oil Chemists' Society，83 (8)，731—737，2006)或動物蛋白(Je, J. et al.，European Food Research and Technology, 221 (1-2)，157-162，2005)、或者生產廢料例如米糠已經被用作底物(Jarunrattanasri，A. et al. , ACSSymposium Series, 83—97，2005)。還研究了底物例如血紅蛋白、酪蛋白和胰島素(Suzuki, N. et al. Phytochemistry，2005，66，983-990)。大豆和小麥仍然是最常用的酶水解底物。如果生物催化劑不是完整的細胞例如微生物，建議用酶製劑例如中性蛋白酶(W02006/103628)，或者植物酶和微生物酶的組合物 (W02002/078461 ； CN1397644)。尤其是通過使用鹼性蛋白酶、胰酶或者胃蛋白酶(Kong，X. et al. , Food Chemistry，101，615-620，2007)、或者木瓜蛋白酶(Wang，J. et al.，Food Chemistry, 101, 1658-1663，2007)，完成了小麥麵筋蛋白(wheat gluten)的肽水解(P印tidolysis)。最終， 也是已知的，通過使用市場上可買到的酶製劑比如Flavourzyme 來水解小麥麵筋蛋白。然而，在WGH-te (小麥麵筋蛋白水解產物技術酶)發展中的關鍵點仍然主要是這些酶的高成本、與諸如酸水解方法相比可利用的酶製劑不充分的蛋白水解活性、水解產物中不溶性殘渣(比如富含糖蛋白的組分)不充分的消化、水解產物的微生物抑制(因為水解是在沒有或者低鹽濃度下、在允許某些腐敗微生物生長的溫度下進行的)。因此，在本領域中需要一種具有改進特性的酶製劑來用於穀物產品的水解。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種酶製劑的改進來源，可至少克服上述一些不便之處，以及提供一種生產這種酶製劑的方法。通過獨立要求的主題可達到本發明的目的。從屬權利要求進一步發展了本發明的
ο因此，本發明的第一個方面提供了一種從食物固態發酵中獲得的酶製劑，該食物固態發酵包含用麴黴發酵的菌菇。本發明的第二個方面涉及一種本發明所述酶製劑的製備方法，包括利用麴黴來發酵菌菇和穀類混合物的步驟。本發明的另一個方面是本發明的酶製劑的應用，用於穀物產品例如小麥或大豆產品的水解，或者用於肉類產品或者肉類產品與穀物產品的混合物的水解。本發明人意外地發現，由基於以菌菇為原料用於發酵過程的食物固態發酵可獲得一種酶製劑，該酶製劑可提高來自於麴黴的蛋白酶和/或肽酶的表達。在發酵過程中穀物產品比如小麥或者大麥的存在進一步提高了這些酶的蛋白水解活性。通過在發酵過程中加入少量的生長培養基，產量和/或活性仍可以得到進一步的提高。用這種方法獲得的粗製酶製劑比商品酶製劑如Flavorzyme 更加有活性，並且導致了對小麥麵筋蛋白的提高的和更快的蛋白水解活性。這允許酶製劑用於穀物產品比如小麥或者大豆的更有效的水解過程中，導致這些原料水解的提高。水解過程更快，因此減少了不想要的微生物腐敗的風險，而且通過使用粗製酶製劑代替純化商品酶而降低了生產成本。此外，與使用有效力的商品酶比如鹼性蛋白酶相反，在內部員工組織的品嘗中沒有檢測出異味，即苦味。


圖1顯示了製備粗製酶製劑的工藝步驟。圖2顯示了通過瓊脂糖凝膠速流色譜法洗脫後粗製酶製劑的蛋白組分。圖3顯示了以菌菇為基礎的食物固態發酵所得的酶製劑與商品酶Flavourzyme 的蛋白水解活性的比較情況。數值被歸一化為100%=FlavOurZymeTM活性。
具體實施例方式本發明涉及一種從食物固態發酵中獲得的酶製劑，該食物固態發酵包括用麴黴發酵的菌菇。優選地，該食物固態發酵進一步包括用麴黴發酵穀類。術語「食物固態發酵」指的是一種發酵過程，比如利用黴菌如麴黴的大豆、小麥、大麥和/或大米的固態發酵過程，用於生產不同傳統食品和飲料產品例如味噌、醬油、日本米
酒等等。本發明的食物固態發酵包括菌菇或者菌菇和至少一種穀類的混合物，該穀類選自下組小麥、大麥、大米或者它們組合物。發明人意外地發現，在發酵混合物中菌菇的存在產生了一種針對來自於谷朊粉具有顯著提高的蛋白水解活性的固態發酵食物。該混合物可能包括大約10-99重量％的菌菇、優選大約60-90重量％的菌菇，和/或大約10-60重量％的穀類、優選大約10-40重量％的穀類。在一個實施方式中，該混合物包括大約90重量％菌菇和10重量％穀類，其中小麥是優選的穀類。人們發現上述穀物產品的添加有利於比如固態食物固態發酵的質感和透氣度。這使得固態發酵食物中麴黴黴菌更好地生長、曲床更好地水化、以及發酵溫度更好控制。穀類可能選自於下組整粒穀類、谷朊粉、穀類麩皮、穀殼、穀類細根、加工過的穀類、或者它們的任何組合。通過在食物固態發酵中添加少量的生長培養基，酶製劑的活性可以被進一步提高。優點在於這種生長培養基進一步提高了發酵過程中可獲得的酶的收率和活性、以及食物固態發酵過程的穩定性。因此，本發明的固態發酵食物進一步包括佔總發酵底物大約0.1 至10重量％範圍的生長培養基，優選大約1至6重量％，更優選1至大約3重量％。生長培養基選自下組脫脂豆粕、酵母提取物、蛋白腖、玉米漿或者它們的任何組合物。本發明的食物固態發酵可以包括菌菇或者菌菇的混合物，其中菌菇可以選自下組雞腿蘑、香菇、雙孢蘑菇、洋蘑菇、真姬菇、平菇、榆黃蘑、杏鮑菇、美味牛肝菌、喇叭菌、漏鬥黃蘑菇、巴西蘑菇、草菇、新楊樹菇和靈芝或者它們的組合。菌菇或者菌菇混合物可以包括新鮮的菌菇、乾燥的或者被加工過的菌菇、完整菌菇或者菌菇的任何部分例如僅僅是菇莖或者子實體和/或上述的任何組合。與使用新鮮的菌菇相比，使用乾燥的或被加工過的菌菇的優點是可以更好地儲存和在工業配置中更容易加工這種植物原料，進一步的優點可能是整個一年中這種原材料的價格和供應相對穩定。本發明的固態發酵食物優選是利用絲狀真菌米麴黴發酵的。米麴黴的優勢在於它是傳統食物固態發酵中被廣泛認可的絲狀真菌。它用於食品消費中是絕對安全的，並且給予典型的較好的發酵大豆調味料類型的風味。 本發明的進一步方面是一種用於製備本發明所述酶製劑的方法，其包括利用麴黴發酵菌菇和至少一種穀類的混合物的步驟。因此，在發酵過程之前，麴黴可以接種於菌菇和至少一種穀類的混合物上，或者在發酵過程之前可以將接種麴黴的菌菇與穀類混合。通過這個方法得到的粗製酶製劑可以被直接應用於下述用途。這個方法的優點在於獲得的粗製酶製劑比目前小麥麵筋蛋白的工業水解過程中任何通常已知的商品酶製劑都具有更高的活性。另一個優勢在於，在使用本發明所得到的水解產物中沒有檢測出異味例如苦味。本發明的方法可以進一步包括諸如提取、分離或濃縮技術以及這些技術的任何組合來至少部分地純化酶製劑的步驟。因此，酶製劑可以例如通過DEAE-瓊脂糖凝膠色譜法進行分離和濃縮。酶製劑的分離和濃縮步驟還可以包含膜分離技術，其優點在於酶製劑的活性可以被進一步提高，這使得在被選擇的原料上得到更高的水解產物收率。此外，任何貯藏、從比如一個工廠地點運輸至另一個工廠地點和/或在工廠用地上的控制可以易於進行和更經濟。本發明的進一步的方面是本發明中所述酶製劑用於水解包含植物性蛋白和/或動物性蛋白的食物的用途。這些食物包括穀物產品、肉類產品、以及穀物產品與肉類產品的混合物。其中，穀物包括小麥、大豆或者它們的組合。通過利用該酶製劑，使得谷朊粉的水解工藝包括比如收率、速度和發酵過程的成本得到改進，減少了不希望有的微生物腐敗風險， 並改進了味道，減少了水解產物的異味。因此，具體地講，該酶製劑的應用涉及食品如調味料、風味產生劑(taste maker)、 湯料、脫水調味料、肉湯或者漿狀物的製備。因此，可以應用本發明所述方法獲得粗製酶製劑。本領域的技術人員會理解，他們能自由地組合本文所描述的本發明的所有特徵。 尤其是，用於描述本發明產物的特徵可以與本發明的方法結合，反之亦然。此外，也可以結合用於描述本發明不同實施方式的特徵。本發明進一步的優點和特徵將從下面的圖和實施例中顯示出來。實施例實施例1粗製酶製劑根據圖1所示的工藝製備粗製酶製劑。首先通過將菌菇底料(雞腿菇 (Coprinuscomatus))、小麥麵筋蛋白、全麥和麥麩以表1中顯示的比率混合而製備食物固態發酵底物的樣品。然後，將每個重IOg的所得食物固態底物與5g水混合，用米麴黴菌孢子接種，此後在傳統的食物固態發酵系統中發酵。在30°C、溼度是80% RH(相對溼度)下進行發酵30小時。然後，在4°C下用80ml水洗滌被發酵的固態食物1小時。接著過濾固態發酵食物，並且被保留的滯留物作為粗製酶製劑。表1.食物固態發酵的組合底物
權利要求
1.一種從食物固態發酵中獲得的酶製劑，該食物固態發酵包括用麴黴來發酵菌菇。
2.如權利要求1所述的酶製劑，其特徵在於，所述食物固態發酵還包括用麴黴來發酵包含菌菇和穀類的混合物。
3.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述穀類選自下組小麥、大麥或者它們的組合。
4.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述混合物包含10-99重量％的菌菇和 10-60重量％的穀類。
5.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述混合物包含10-99重量％的菌菇和 10-40重量％的穀類。
6.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述混合物包含60-90重量％的菌菇和 10-60重量％的穀類。
7.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述混合物包含60-90重量％的菌菇和 10-40重量％的穀類。
8.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述混合物包含大約90重量％的菌菇和 10重量％的穀類。
9.如權利要求2所述的酶製劑，其特徵在於，所述穀類是小麥。
10.如權利要求1-9中任一項所述的酶製劑，其特徵在於，發酵底物中進一步包含佔總發酵底物0.1-10重量％的生長培養基。
11.如權利要求10所述的酶製劑，其特徵在於，所述生長培養基佔所述總發酵底物的 1-6重量％。
12.如權利要求10所述的酶製劑，其特徵在於，所述生長培養基佔所述總發酵底物的1-3重量％。
13.如權利要求10所述的酶製劑，其特徵在於，所述生長培養基選自下組脫脂豆粕、 酵母提取物、蛋白腖、玉米漿或者它們的任何組合。
14.如權利要求1所述的酶製劑，其特徵在於，所述菌菇選自下組雞腿蘑、香菇、雙孢蘑菇、洋蘑菇、真姬菇、平菇、榆黃蘑、杏鮑菇、美味牛肝菌、喇叭菌、漏鬥黃蘑菇、巴西蘑菇、 草菇、新楊樹菇和靈芝或者它們的組合。
15.如權利要求1或2所述的酶製劑，其特徵在於，所述菌菇選自乾燥的或者被加工過的菌菇。
16.如權利要求1所述的酶製劑，其特徵在於，所述穀類選自於下組完整穀類、谷朊粉、穀類麩皮、穀類外殼、穀類細根和被加工過的穀類、或者它們的組合。
17.如權利要求1或2所述的酶製劑，其特徵在於，所述麴黴是米麴黴。
18.一種用於生產如權利要求1所述的酶製劑的方法，包括利用麴黴發酵菌菇的步驟。
19.一種用於生產如權利要求2-17中任一項所述的酶製劑的方法，包括利用麴黴發酵或者菌菇與穀類的混合物的步驟。
20.如權利要求18或19所述的方法，其特徵在於，進一步包括通過提取、分離、濃縮或它們的組合來純化酶製劑的步驟。
21.如權利要求1至17中任一項所述的酶製劑的應用，用於水解穀物產品、肉類產品、 或者穀物產品與肉類產品的混合物。
22.如權利要求21所述的應用，其特徵在於，所述穀物是小麥、大豆或者它們的組合。
23.如權利要求1至17中任一項所述的酶製劑的應用，用於製備食品比如調味料、風味製造劑、湯料、脫水調味料、肉湯或者漿狀物。
全文摘要
本發明提供了一種從食物固態發酵中獲得的酶製劑，該食物固態發酵包括用麴黴來發酵的菌菇。本發明還涉及一種從用麴黴發酵菌菇和穀類的混合物中獲得的酶製劑，並且涉及一種製備酶製劑的方法和所述製劑的應用。
文檔編號A23L1/03GK102550895SQ20101062476
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者吳海傑, 孫瑞伯, 李貝 申請人:雀巢公司