含有高含量半胱氨酸食物原料的製造方法
2023-12-02 10:52:36
專利名稱:含有高含量半胱氨酸食物原料的製造方法
本發明涉及一種製造含有高含量半胱氨酸的食物原料的方法，其特徵在於，從含有γ-穀氨醯半胱氨酸的酵母細胞中製備酵母提取物，通過控制溫度在低至不高於60℃下濃縮提取物來製備固體濃度不少於10％的液體形式的食物原料，並將所得的食物原料保持在70至130℃。
[專利文獻1]國際公開WO00/30474[專利文獻2]日本專利No.2830415[專利文獻3]日本專利No.2903659[專利文獻4]國際公開號WO01/90310半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸用於改善食物味道。在JP-A-10-136883中，公開了一種將食物浸在含有半胱氨酸和胱氨酸的電解質中以抑制食物顏色變成褐色的方法。根據該發明，公開了在還原電極中胱氨酸被還原成半胱氨酸，以及用半胱氨酸抑制通過由酶氧化作用產生的奎寧所產生的褐色染料。因此，像這樣使用胱氨酸以抑制食物變色，通過還原作用生產半胱氨酸的煩雜操作是必須的。在日本專利號3246064中，公開了利用半胱氨酸製造魚乾的技術。根據該發明，有這樣的描述，在從原料魚製成魚乾過程中添加了含硫化合物製成的魚乾中，味道得到提高，味道變質被抑制，並且在半胱氨酸中單位重量的效力高於在胱氨酸中。在國際公開WO93/08274中，公開了通過還原動植物蛋白中含有的氧化型胱氨酸殘基製備的半胱氨酸殘基用於改善制麵包生麵團的技術。同樣地，半胱氨酸相對於其氧化型的胱氨酸具有廣泛的使用範圍和較高的效力。
關於製造具有如此廣泛應用的半胱氨酸的方法，通過分解蛋白質的方法、半合成方法等都是已知的，目前主要使用的方法是通過分解蛋白質的方法和半合成方法。然而，在使用半胱氨酸用於上述目的的情況下，強烈需要含有高含量半胱氨酸的食物原料，但是到目前為止幾乎還未發現含有高含量半胱氨酸的食物原料。
最近，根據國際公開WO00/30474(專利文獻1)而清楚可知當含有γ-穀氨醯半胱氨酸(以下可被縮寫成γ-GC)的食物原料在特定條件下進行酶處理或熱處理時，產生了含有高含量半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸的食物原料。然而，在專利文獻1中，雖然提到了源自γ-GC的半胱氨酸(在下文，可被稱為Cys)和其氧化型的二硫化物胱氨酸的總生產率，但沒有給出源自γ-GC的單獨半胱氨酸的生產率。正如已經提到的，已經知道半胱氨酸相對於胱氨酸具有更廣泛的應用和更高的效力，而且以效率高的方式生產半胱氨酸的方法在工業中是有用的。對於通過酶處理製造半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸來說，酶是必需的，並且這樣的製造成本高於通過熱處理製造半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸。
在這樣的情況下，強烈需要一種通過熱處理從γ-GC高效地製造半胱氨酸的改進方法。
除上面的專利文獻1外，γ-GC的熱處理過程也已經在日本專利No.2830415(專利文獻2)、日本專利No.2903659(專利文獻3)等等中公開了。專利文獻2公開了如果將糖類加入γ-GC之中，並隨後進行加熱，就製備得到一種具有良好風味並且像烤肉味的風味組合物，專利文獻3公開了將糖類加入含有一定含量的含硫化合物如穀氨醯半胱氨酸的酵母提取物之中，並隨後在沒有脂肪存在的情況下進行加熱，就製備得到一種具有烤肉風味的調味劑。然而，即使在那些專利文獻2和3中，也沒有公開從γ-GC高效率地製備半胱氨酸的這一發現。
在上面提到的關於現有技術的情況下，本發明的目的是提供從γ-GC高效率地生產半胱氨酸的方法，而且提供從酵母提取物製造含有高含量半胱氨酸食物原料的極好的方法。
順便提一下，專利文獻1公開了當γ-GC被加熱時，正如已經提到的，以高產量獲得了總量半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸。
現在本發明的發明人通過實驗已經證實加熱γ-GC的反應是作為一種分子內反應(參見將在後面提到的實驗實施例1)進行。因此，通過熱分解從γ-GC釋放的半胱氨酸和其氧化型的二硫化物的產量不依賴於γ-GC的濃度，而且因此沒有必要濃縮含有γ-GC的水溶液。另一方面，在酵母提取物中含有的含硫化合物是豐富的，並且與γ-GC相互作用(參見將在後面提到的實驗實施例2)。因此，當γ-GC在食物原料如含有含硫化合物的酵母提取物的溶液中進行熱分解時，推測發生了以兩個或更多分子反應為特徵的分子間反應。因此，γ-GC在食物原料如酵母提取物的溶液中進行熱分解的過程，顯示出分子內反應和分子間反應競爭的反應機制。當分子內反應和分子間反應照此競爭時，分子間反應能夠通過降低反應溶液中反應物的濃度而被抑制。另一方面，分子內反應本身不依賴底物的濃度，並且，即使反應溶液中反應物的濃度被降低，也並不會因而影響反應速度。因此，當反應溶液中反應物的濃度被降低時，分子間反應被抑制，結果分子內反應的效率相對增加。
肽的環化反應可以被列出來作為分子間反應和分子內反應照此競爭反應的例子。當合成環肽時，優先進行分子內環化(分子內反應)，因此，通過高度稀釋或通過將反應物溶液滴入溶液，從而降低反應溶液中反應物的濃度來進行反應，並且高產量合成環肽。
在這樣的理論背景下，在食物原料如酵母提取物的溶液中所進行的γ-GC熱分解中，在食物原料溶液為低固體濃度的條件下所進行的反應有助於提高源自γ-GC的半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸的生產率。在專利文獻1中，描述了如果在溶解含有4.5％γ-GC的酵母提取物粉末之後，使產生的水溶液中固體濃度為2％再進行熱分解，就獲得了含有半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸總量2％的酵母提取物粉末(參見該文獻的實施例1)。在當時源自γ-GC的半胱氨酸和其氧化型的二硫化物胱氨酸的生產率不少於90％，顯示出正如上述提到的理論一樣的非常高的生產率。
與胱氨酸相比，半胱氨酸，如已經提到的，具有廣泛的應用並且在應用中具有高效用，因此，有必要證實在那篇文獻提到的條件下半胱氨酸的生產率(向半胱氨酸的轉化率)。因此，本發明的發明人依照那篇文獻的實施例1，將含有γ-GC的酵母提取物粉末製成含有2％固體濃度的水溶液，在相同條件下進行熱處理，並測定向半胱氨酸的轉化率(即，在熱處理後的水溶液中半胱氨酸的摩爾數除以在熱處理前水溶液中γ-GC的摩爾數所得的商)，因此從γ-GC到半胱氨酸的轉化率約為40％。
為提高γ-GC到半胱氨酸的轉化率，本發明的發明人已經進行了深入細緻的研究，結果，他們已經發現當含有γ-GC的酵母提取物在濃縮的同時控制不高於60℃的低溫，以產生含有不少於10％固體的濃縮物，然後通過保持溫度高於上面提到的濃縮溫度，在70至130℃下進行熱處理，優選在還原糖的存在量不超過0.5％的水溶狀態中，優選在酸性條件下或更優選在pH3.5到6條件下，從γ-GC到半胱氨酸的轉化率能夠被提高到70％，在這樣發現的基礎上，完成了本發明。這樣的結果是預料不到的結果，不同於在γ-GC水溶液中由分子內反應和分子間反應競爭的分解反應中推測的結果。
因此，本發明涉及從含有γ-GC的酵母提取物中高效率地製造含有高含量半胱氨酸食物原料的方法，其包括這樣的步驟經處理酵母細胞製備的酵母提取物在控制到不高於60℃的低溫下濃縮，產生固體濃度不少於10％的濃縮物，然後將濃縮物保持高於上述濃縮溫度，保持在70至130℃(熱處理)，優選70至100℃，或更優選75至100℃，優選在酸性條件下，或更優選在pH3.5到6.0，優選還原糖為低含量或，特別優選不超過1％，或更優選存在不超過0.5％的還原糖。
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圖1A]這顯示γ-GC的分解反應(濃度10mM)(實驗實施例1)。
這顯示γ-GC的分解反應(生產Cys)(濃度10mM)(實驗實施例1)。
這顯示γ-GC的分解反應(濃度100mM)(實驗實施例1)。
這顯示γ-GC的分解反應(生產Cys)(濃度100mM)(實驗實施例1)。
這顯示γ-GC與氧化型含硫化合物相互作用的機制(實驗實施例2)。
這顯示在GSSG共存和不存在的情況下Cys、γ-GC和GSH的加熱反應(實驗實施例2)。
這顯示存在糖時γ-GC的分解反應(Cys的轉化率)(實驗實施例5)。
這顯示溶解氧的濃度和γ-GC殘留率之間的關係(實驗實施例6)。
這顯示γ-GC在DM中為3％時的分解反應(實驗實施例7)。
這顯示γ-GC在DM中為5％時的分解反應(實驗實施例7)。
這顯示γ-GC在DM中為8％時的分解反應(實驗實施例7)。
這顯示γ-GC在DM中為10％時的分解反應(實驗實施例7)。
這顯示γ-GC在DM中為20％時的分解反應(實驗實施例7)。
這顯示γ-GC在DM中為30％時的分解反應(實驗實施例7)。
現在將詳細闡明本發明如下。
(1)首先，含有γ-GC的酵母可按如下獲得。
只要它是含有γ-GC的酵母，對於本發明中使用的酵母沒有特別限制。由於為了使原料含有高含量的Cys，從含有少於1％重量γ-GC的酵母中製備的食物原料聞起來有酵母氣味，因此優選使用含有不少於1％重量γ-GC(每單位幹細胞重量含有的γ-GC重量)的酵母。由於γ-GC定位在酵母細胞的可溶部分，並且酵母細胞的近1/3重量為可溶部分，因此酵母含有的γ-GC的最大重量(每單位幹細胞重量含有的γ-GC重量)不可能多於30％。這樣酵母的例子是在國際公開WO00/30474(已經提到的專利文獻1)中提到的H4ΔGSH2菌株和在國際公開01/90310(已經提到的專利文獻4)中提到的Nα2菌株和Nα3菌株。正如將在後面會提到的，在分解反應中γ-GC與酵母提取物中的具有SH基團的化合物相互作用，由此半胱氨酸的生產率降低，因此，優選使用細胞中穀胱甘肽含量低的酵母，優選在乾酵母細胞中不多於0.5％、或更優選不多於0.1％或更優選使用由於細胞生長平衡而僅含有少量穀胱甘肽的菌株。這樣菌株的例子是具有穀胱甘肽合成酶的釀酒酵母，其在387位的甘氨酸殘基突變為天冬氨酸殘基；具有穀胱甘肽合成酶的釀酒酵母，其在54位的脯氨酸殘基突變為亮氨酸殘基；和具有穀胱甘肽合成酶的釀酒酵母，其在370位有精氨酸殘基和在其後缺失。
正如已提到的，只要它是含有γ-GC的酵母菌株，對於酵母菌株就沒有特別限制，具體的例子是屬於酵母屬如釀酒酵母，裂殖酵母屬如粟酒裂殖酵母和假絲酵母屬如產朊假絲酵母的酵母菌株。順便提一下，在後面將要提到的實施例1中使用了利用在國際公開WO01/90310(已提到的專利文獻4)中提到的方法所製備的二倍體酵母(釀酒酵母)N3菌株，其中穀胱甘肽合成酶的活性被削弱。
(2)接著將闡明從上述製備的酵母中製造酵母提取物的方法。
通過在優選的條件下培養種子酵母，上述製備的酵母的培養產物包含含有預測γ-GC量的酵母細胞。雖然有可能直接從培養產物中製造酵母提取物，當然酵母提取物也能夠從曾經被從酵母培養產物中分離的含有γ-GC的酵母細胞製造。只要使用的條件不明顯分解γ-GC或Cys，製造酵母提取物的方法就沒有特別限制，可僅僅使用一般方法。一個例子是酵母細胞被保留在60至80℃的熱水中，使得內容物被提取，提取後的殘渣(細胞殘渣)被除去。像這樣用熱水提取方法製造酵母提取物時，酵母提取物中固體濃度通常約為百分之幾。用熱水提取方法製造酵母提取物時，細胞殘渣被除去，因此酵母提取物中含有的每單位固體中γ-GC的含量增加到幾倍的程度。例如，用熱水從含有1％重量γ-GC的酵母細胞中提取內容物時，酵母提取物中含有的每單位固體中γ-GC的含量增加到約4-8％重量。順便提一下，雖然該提取的效率較低，但是在提取溫度保持在不高於60℃時從酵母細胞或培養的酵母中製造酵母提取物的方法，也不被排除在本發明的實施方案之外。那樣的話，它就直接繼續下一步的濃縮步驟，因此，溫度持續地保持在不高於60℃，直到作為提取物的酵母提取物中的固體濃度達到10％或更多。
(3)根據本發明的方法濃縮上面製備的酵母提取物的方法如下。
因此，由於如上面所述方法製造的酵母提取物的固體濃度通常低至百分之幾，有必要在使γ-GC轉化為Cys的熱處理之前濃縮。雖然優選低溫濃縮，但只要γ-GC和Cys不明顯分解，濃縮的方法就沒有特別限制。在高溫條件下的濃縮是不優選的，因為γ-GC和Cys與酵母提取物中的含硫化合物相互作用，由此Cys的產量降低。
因此，在本發明中，酵母提取物在控制不高於60℃的低溫下濃縮以製備固體濃度不少於10％的液體形式的食物原料。在低溫下濃縮方法的具體例子是真空濃縮和冰凍濃縮。優選濃縮在幾乎不含共存溶解氧下進行，例如不超過3ppm、優選不超過2ppm或更優選不超過1ppm。在溶解氧共存下濃縮是不優選的，因為Cys和γ-GC的SH基團被氧化，由此Cys的產量降低。按照在這樣條件下進行的低溫濃縮，在例如6到15小時內，酵母提取物中的固體濃度變為不少於10％。那樣的話，例如也有可能酵母提取物成為固體，但是當成為固體時，在濃縮後，在隨後的加熱反應中，有必要用水或類似物將固體恢復成液體。因此，考慮到過程控制，優選在濃縮後酵母提取物為液體形式。
(4)接著將闡述如上面方法製備的液體形式的食物原料經受熱處理以產生含有高含量半胱氨酸食物原料的方法。
濃縮後的酵母提取物的加熱反應(熱分解)優選在固體濃度不少於10％的液體形式的食物原料(水溶液)中進行。當熱分解在固體濃度少於10％的水溶液中進行時，γ-GC的分解反應不會遵循一級反應進行，會發生不同於分解反應生成Cys的副反應，並且Cys的生產率降低，因此不是優選的。考慮到高效率地生產Cys，優選加熱溫度在70至130℃之間。當加熱反應在低於70℃下進行時，從γ-GC到Cys的分解反應需要一些時間，在該期間，Cys和γ-GC的SH基團被溶解在溶液中的氧所氧化，因此不是優選的。另一方面，當分解反應在高於130℃下進行時，Cys和γ-GC的SH基團被氧化，從而降低了Cys的生產率，因此也不是優選的。按照在這樣條件下進行的熱處理，在例如30到120分鐘內，食物原料成為含有高至2％固體濃度Cys的含有高含量Cys的食物原料。
(a)順便提一下，在上述(4)中闡明的加熱處理時，在液體狀態的食物原料中還原糖的存在量如下；優選在γ-GC熱分解過程中不存在還原糖。具體地，如先前闡明的，優選不超過1％、更優選不超過0.5％。那是因為，當還原糖存在時，它會與γ-GC和Cys相互作用而被轉化成不同於Cys的物質。由於還原糖的存在影響轉化到Cys的轉化率，因此如果有可能的話，優選不存在還原糖。能夠從酵母培養產物中製備這種還原糖含量在上述範圍內的食物原料，其中糖被酵母吸收以使酵母培養物中的殘留糖儘可能少。當殘留的糖量多時，不會由培養的酵母直接製備酵母提取物，而是從培養的酵母中分離酵母細胞，或者，如果必要的話，用水洗滌被分離的酵母細胞，等等，由此可製備酵母提取物。如果從γ-GC到Cys加熱反應(熱分解)的過程中存在還原糖，優選在還原糖的存在量不超過1％或者更優選不超過0.5％，並且在酸性條件下，當摩爾當量等被考慮在內時，優選在pH3.5到6的酸性條件下，進行從γ-GC到Cys的轉化反應。
(b)加熱反應過程中的pH如下。
如將在後面說明的實驗實施例1中提到的，通過加熱發生的γ-GC到Cys的轉化步驟導致在γ-GC羰基的氧原子位點上發生質子化，結果那個位點是發生消除反應的起始點。因此，優選在酸性條件下進行。例如，可以是導致充分質子化的pH3.5到6。
現將通過以下實驗實施例和實施例更詳細地闡明本發明。
實驗實施例1證實從γ-GC中釋放半胱氨酸的反應是分子內反應當使用MOPAC(Cambridge Soft ChemOffice Ultra，CS MOPAC)對γ-GC進行結構優化計算時，預測到γ-GC的分子結構不是在發生普通的α-鍵的二肽中觀察到的伸展結構，而是彎曲的結構，好像γ-穀氨醯基靠近半胱氨酸(Cys)的氨基(氨基鍵)。當計算γ-GC的極化電荷時，在γ-位上羰基的氧原子位點上有負電荷。因此，預測在酸性條件下，在γ-GC的這個位點易發生質子化，並且這個位點是發生消除反應的起始點，由此Cys被釋放。從γ-GC這樣的分子結構中，假定從γ-GC中釋放Cys的反應(γ-GC到Cys的分解反應)是依照分子內反應進行的。
之後，為了證實從γ-GC釋放Cys的反應是通過分子內反應而不是依賴於底物濃度進行，使用化學動力學的方法進行分析。製備含有γ-GC約10mM和約100mM的兩種水溶液，每一種水溶液被加熱到50℃，60℃，70℃和80℃，並且測定0到24小時後γ-GC的含量。從結果中計算分解速度常數，並繪製Arrhenius圖。
結果顯示於圖1A至圖1D。從結果中注意到加熱溫度越高，分解速率越高。那表明從γ-GC釋放Cys的反應是不依賴底物濃度而是依溫度進行的。
從上述結果中已證實從γ-GC釋放Cys的反應是通過分子內反應發生的，而不依賴於γ-GC的底物濃度。
實驗實施例2γ-GC與氧化型含硫化合物的相互作用在食物原料中，γ-GC與其它含硫化合物相互作用。因此，研究了在含有作為氧化型二硫化物的氧化型穀胱甘肽的溶液中γ-GC的分解反應。結果，據估計，在氧化型含硫化合物共存的食物原料中，由於γ-GC的高還原能力，還原了氧化型含硫化合物，然後進行含γ-GC化合物的分解反應。據推測，反應是根據後面將要提到的圖2中所顯示的反應機制進行的。
現在，研究了Cys，γ-GC和穀胱甘肽(以下可被縮寫成GSH)的還原潛力，發現還原能力按Cys、γ-GC和GSH順序增高。然後，製備加入或不加入10mM GSSG(氧化型穀胱甘肽)的含有10mMγ-GC的水溶液(pH5)，並加熱到90℃以定期測定Cys、γ-GC和GSH的含量。
結果顯示在圖3(a)和圖3(b)中。從結果中發現GSSG被γ-GC還原產生GSH，結果產生GS-γ-GC，沒有高效率地發生從γ-GC釋放Cys。因此，當γ-GC在含有氧化型SH的食物原料中進行熱分解時，發生了依賴於其濃度的副反應，由此半胱氨酸的生產率降低。
實驗實施例3含γ-GC酵母提取物和酵母提取物粉末的製備在下面實驗實施例中使用的含γ-GC的酵母提取物粉末製備如下。
(a)含γ-GC酵母N3菌株的製備通過常規方法從二倍體釀酒酵母野生型菌株製備單倍體Na菌株(MATa)。Na菌株和國際公開WO01/9310(已提到的專利文獻4)中提到的單倍體酵母(釀酒酵母)Nα3菌株(MATα gsh2)綴合製得二倍體酵母。二倍體酵母根據常規方法進行孢子形成，製備具有與Nα3菌株相同的突變型穀胱甘肽合成酶基因的單倍體酵母Na3菌株(MATa gsh2)。Nα3菌株綴合到Na3菌株，從產生的二倍體中，在SD培養基中，篩選對數生長期過程中培養的具有同型突變型穀胱甘肽合成酶並且含有不少於1％重量γ-GC的二倍體酵母N3菌株。順便提一下，也可以使用釀酒酵母FERM P-18546(國際保藏No.BP-8228)代替Nα3菌株製備。
此外，也可以使用二倍體菌株釀酒酵母AJ14861(國際保藏No.FERM BP-08553)代替酵母N3菌株。
(b)含γ-GC酵母細胞的製備用發酵罐培養如上製備的N3菌株。使用YPD培養基，並且通過供給葡萄糖在30℃進行培養。收集培養產物，並衝洗以製備含γ-GC的酵母細胞。
(c)含γ-GC的酵母提取物和酵母提取物粉末的製備將如上製備的含γ-GC的酵母細胞懸浮於水中，製成10g/dl濃度，在70℃加熱10分鐘提取內容物。通過離心分離方法分成酵母細胞殘渣和內容物。通過冷凍乾燥乾燥分離的內容物(酵母提取物固體濃度1.7％)製備含量佔DM(乾物質)8％的含有γ-GC的酵母提取物粉末。
實驗實施例4存在糖(1)時的γ-GC的分解反應在上述專利文獻1和2中，公開了通過在酵母提取物中添加糖到γ-GC中並隨之加熱，製備一種具有良好烤牛肉風味的風味組合物。現在，測定該反應中Cys的生產率。
因此，製備一種含有30份重量的在實驗實施例3中製備的酵母提取物粉末、30份重量的穀氨酸和3份重量的木糖(還原糖)比例的濃度為83％的水溶液(還原糖的存在量3％)，並且在90℃進行加熱處理35分鐘。結果，沒有產生Cys。據推測是由於產生的Cys與糖發生了相互作用。
實驗實施例5存在糖(2)時的γ-GC的分解反應將實驗實施例3中製備的酵母提取物粉末配製成pH4.5的30％的水溶液，平均分成十份，然後向每份中加入木糖或葡萄糖，使終濃度為0％、0.25％、0.5％、1％和3％。每份水溶液保持在90℃進行加熱處理2小時。
結果顯示在圖4中。結果表明，在酸性條件下，在木糖的濃度是1％或更小時，能高效率地製備Cys。
實驗實施例6濃縮酵母提取物的條件(溶解氧的濃度)將實驗實施例3中製備的含γ-GC的酵母提取物粉末配製成3.4％的水溶液(pH4.5)，在50℃下加熱10小時。通過水溶液中溶解的氧濃度來檢測γ-GC的殘餘率(包括產生的Cys)。
結果顯示於圖5。結果表明，當溶解氧的濃度為1ppm(通過脫氣和導入氮氣進行控制)時，γ-GC保持在約90％的程度，而當溶解氧的濃度為6ppm時，其減少到約40％。由於6ppm是常壓下氧溶解的濃度，真空條件中低溫加熱的效率也表明沒有產生氧化型SH。
之後，在50到70℃範圍內真空(120mmHg)加熱實驗實施例3(c)中製備的酵母細胞提取物(通過離心分離的方法從酵母細胞殘渣中分離的內容物)，直到固體濃度達到60％。在濃縮過程中，定期測定酵母細胞提取物中γ-GC和半胱氨酸的含量。結果，γ-GC和半胱氨酸的總量保持在不少於85％。
實驗實施例7依賴於固體濃度的γ-GC分解反應的差別在控制溫度到50℃的真空中(120mmHg)濃縮實驗實施例3(c)中製備的酵母細胞提取物(固體濃度1.7％)，直到固體濃度為2％到6％(例如3％、5％、8％、10％、20％和30％)。每一水溶液通過加入鹽酸調節pH至4.5，在50℃、60℃、70℃、80℃和90℃下加熱，並定期測定水溶液中γ-GC的含量，由此動態分析γ-GC在每一濃度的分解反應。
結果顯示於將在後面顯示的圖6A至6F。在每一個圖中，(a)顯示在一定固體濃度γ-GC的分解隨時間的變化，(b)顯示對應的Arrhenius圖。從那些結果中注意到，當在固體濃度不少於10％進行加熱處理時，γ-GC的分解反應以分子內反應優於分子間反應的方式進行，並且反應作為溫度依賴型一級反應而進行。因此，它表明在含有氧化型SH的食物原料中，在不低於10％的濃度加熱處理，對於抑制分子間反應和進行分子內反應以提高Cys的生產率是有效的。
實驗實施例8從γ-GC到Cys的生產率在控制溫度為50℃的真空中(120mmHg)濃縮實驗實施例3(c)中製備的酵母細胞提取物(固體濃度1.7％)，直到固體濃度為10％到60％(10％、20％、30％、40％、50％和60％)，然後加入鹽酸調至pH4.5。每一水溶液在90℃加熱，並定期測定Cys的生產率。結果是每一固體濃度中Cys的生產率(加熱後水溶液中含有的Cys最大摩爾數除以濃縮前溶液中含有的γ-GC摩爾數所得的商)依次為72.5％、77.6％、78.7％、78.1％、77.5％和74％。
實驗實施例9從γ-GC到Cys的生產率在控制溫度為50℃的真空中(120mmHg)濃縮實驗實施例3(c)中製備的酵母細胞提取物(固體濃度1.7％)，直到固體濃度為10％到60％(10％、20％、30％、40％、50％和60％)，然後加入鹽酸調至pH3.5或加入氫氧化鈉調至pH6.0。每一水溶液在90℃加熱，並定期測定Cys的生產率。結果是在pH3.5時，每一固體濃度中Cys的生產率依次為75.8％、79.3％、80.2％、80.1％、76.2％和75.2％。結果是在pH6.0時，每一固體濃度中Cys的生產率依次為71.8％、72.8％、75.8％、76.3％、74.2％和72.2％。
實驗實施例10使用AJ14861菌株的實驗實施例(a)含γ-GC酵母細胞的製備AJ14861菌株分別接種在YPD培養基中，在30℃搖動培養。獲得的培養物接種在含有0.4mg/dl泛酸鈣的培養基A中，在30℃搖動培養。在對數生長期收集細胞並以120mg(乾酵母重)/dl(培養基)的濃度接種在不含泛酸鈣的培養基B中，並在30℃搖動培養一天。(每單位乾酵母細胞中γ-GC的含量隨時間而增加，在24小時時約為4％。)收集培養產物並衝洗以製得含γ-GC的酵母細胞。
下面舉例說明不含泛酸鈣的培養基B。
含有泛酸鈣的培養基A是將0.4mg/dl泛酸鈣加入到培養基B中。
(b)含γ-GC酵母提取物的製備在水中懸浮如上製備的含γ-GC的酵母細胞，配製成10g/dl的濃度，70℃加熱10分鐘提取內容物。通過離心分離方法分離成酵母細胞殘渣和內容物。分離的內容物(酵母提取物；固體濃度2.2％)含有約佔DM14％的γ-GC。
(c)從γ-GC到Cys的生產率在控制溫度為50℃的真空中(12mmHg)濃縮上面製備的酵母細胞提取物，直到固體濃度為30％，然後加入鹽酸調至pH4.5。在90℃下加熱水溶液，並定期測定Cys的生產率。Cys的生產率為82.1％。
實施例1含有高含量半胱氨酸食物原料的製備(a)含有高含量半胱氨酸的液體食物原料的製備在水中懸浮通過實驗實施例3中提到的方法製備的含γ-GC的酵母細胞，配製成10g/dl，在70℃下加熱10分鐘提取內容物。進行離心分離，分離成酵母細胞殘渣和內容物。這樣製得了10L含γ-GC的內容物(提取物中的固體濃度約為1.7％，固體中含有約8％的γ-GC)。在控制溫度為50℃的真空中(120mmHg)濃縮內容物，約10小時後，固體濃度約為30％。加入鹽酸調至pH4.5的濃縮物在90℃保持約1小時，以製備含有高含量半胱氨酸的液體食物原料。因此，製得含有佔固體3.1％的Cys的食物原料。在那時，γ-GC到Cys的轉化率約為80％。
(b)含有高含量半胱氨酸的粉末狀食物原料的製備冷凍乾燥上面製備的含有高含量半胱氨酸的液體食物原料，產生佔固體3.1％以粉末狀形式存在的含有高含量半胱氨酸的食物原料。
根據本發明，能夠高效率地從γ-GC製備半胱氨酸，另外，能夠容易地從酵母提取物中提供含有高含量半胱氨酸的食物原料。
權利要求
1.一種製造含有高含量半胱氨酸食物原料的方法，其特徵在於，從含有γ-穀氨醯半胱氨酸的酵母細胞中製備酵母提取物，通過控制溫度在低至不超過60℃下濃縮提取物來製備固體濃度不少於10％的液體形式的食物原料，並將所得的食物原料保持在70至130℃。
2.根據權利要求
1製造含有高含量半胱氨酸食物原料的方法，其中食物原料中還原糖的存在量不多於1％，且在酸性條件下進行熱處理(保持在70至130℃)。
3.根據權利要求
1或2的製造含有高含量半胱氨酸食物原料的方法，其中用於低溫控制濃縮的方法是真空濃縮。
專利摘要
[問題]要解決的問題是提供一種能夠高效率地從γ－GC中製備半胱氨酸的方法，也為從酵母提取物中製造含有高含量半胱氨酸的食物原料提供一種極好的方法。[解決方法]一種製造含有高含量半胱氨酸的食物原料的方法，其特徵在於從含有γ－穀氨醯半胱氨酸的酵母細胞中製備酵母提取物，該提取物在控制溫度低至不高於60℃條件下被濃縮，以製備固體濃度不少於10％的液體形式的食物原料，並且將該食物原料保持在70℃到130℃。
文檔編號A23L1/30GKCN1550157SQ200410038726
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月10日
發明者西內博章, 西森友希, 西村康史, 史, 希 申請人:味之素株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan