植酸酶在發酵大豆基產品製備中的用途的製作方法
2023-09-19 22:59:10 5
專利名稱：植酸酶在發酵大豆基產品製備中的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及植酸酶在製備發酵大豆基產品的方法中的用途和已用植酸酶處理的發酵
大豆基產品。大豆衍生產品，如大豆蛋白濃縮物和分離物天然含有顯著量的植酸(肌醇六磷酸酯)。植酸是強鍵合多價金屬陽離子，如Fe2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+和Zn2+的不可消化的有力螯合劑。由於這些礦物質中的一些天然存在於大豆衍生產品中，這些產品中所含的植酸不利地影響這些礦物質的生物利用率。因此，儘管大豆含有顯著量的上述礦物質，這些大豆礦物質由於它們的生物利用率低的事實而具有有限的營養價值。此外，大豆衍生產品中天然存在的植酸也不利地影響補充礦物質，如Fe2+、Zn2+和Cu2+的生物利用率。植酸酶可用於將植酸分解成易消化組分。因此，植酸酶處理可用於增強大豆衍生產品中所含的多價金屬陽離子的生物利用率。
背景技術：
在TO 2006/098721中公開了大豆衍生產品的植酸酶處理。該國際專利申請描述了具有降低的植酸含量的蛋白質材料的製備方法，所述方法包括
a.由含蛋白質的植物材料製備水提取物，
b.調節該提取物的pH以沉澱蛋白質材料，
c.分離沉澱的蛋白質材料並形成該沉澱的蛋白質材料在水中的懸浮液，
d.提高該懸浮液的pH以形成在水中(部分)溶解的蛋白質材料，和
e.乾燥該蛋白質材料；
其中植酸酶在調節PH前摻入水提取物中或在乾燥前摻入(部分)溶解的蛋白質材料中。 WO 2006/098721進一步描述了包含通過上述方法獲得的水合蛋白質材料、水合蛋白質穩定劑和食用酸的具有3. 0至4. 5的pH的酸性飲料組合物。US 2007/0014910描述了包含0. 6-4. 6重量％的大豆蛋白產品的酸性含蛋白質的飲料，其中通過包含蛋白質的酸沉澱的方法製備該大豆蛋白產品
由含大豆蛋白的植物材料製備大豆蛋白提取物； 使該大豆蛋白提取物與酸接觸以形成大豆蛋白沉澱物； 使該大豆蛋白沉澱物與水合溶液接觸以形成大豆蛋白懸浮液； 將植酸降解酶引入大豆蛋白懸浮液並使該大豆蛋白懸浮液與植酸降解酶反應30秒至50分鐘以形成改性大豆蛋白材料；
將該改性大豆蛋白材料的PH調節至pH 6. 5至8. 0以形成中和的大豆蛋白材料； 將該中和的大豆蛋白材料加熱至132-160°C的溫度1-30秒以形成熱處理的大豆蛋白材料；和
乾燥該熱處理的大豆蛋白材料以形成大豆蛋白產品。也描述了該方法的替代實施方案，其中在酸沉澱前或在中和後引入植酸降解酶。WO 2006/043478描述了製備具有優異風味以及減輕的青(草)味和澀味、順滑質地和在顎上的合意口感的發酵豆乳的方法，所述方法包括以已用具有植酸分解酶活性的酶處理過的豆乳為原料進行乳酸發酵。WO 2006/043478教導了在植酸分解後通過滅菌使植酸酶失活。上述方法的缺點在於下述事實植酸酶處理過的大豆蛋白組合物表現出極大降低的氧化穩定性。如提高的產生氧化異味的傾向所示的這種降低的氧化穩定性是由於植酸酶處理消除了植酸對例如鐵和銅陽離子的螯合作用的事實。鐵和銅都是催化脂質氧化，尤其是多不飽和脂肪酸氧化(其產生氣味強烈的醛)的公知促氧化劑。由於大豆衍生材料中通常大量存在氧化敏感的多不飽和脂肪酸，植酸的酶促降解會降低所述大豆衍生材料的氧化穩定性。這種降低的氧化穩定性表現為提高的這種大豆衍生材料在儲存、加工過程中或在最終產品應用中產生異味的傾向。
發明內容
本發明人已經發現，在乳酸菌發酵的大豆基產品中，可以在使與降低的氧化穩定性相關聯的不利作用最小化的同時實現植酸酶處理的益處，例如提高的鐵生物利用率。更特別地，本發明人已經意外地發現，如果植酸酶處理和發酵同時進行，可以非常有效地使植酸降解對脂質氧化，尤其是對異味形成的不利作用最小化。本發明人還已經發現，通過使用巴氏滅菌、冷卻和/或PH-調節終止大豆基底物的發酵，可以進一步使異味形成最小化。因此，本發明涉及製備發酵大豆基產品的方法，所述方法包括
a.提供含有0.5-10重量％大豆蛋白的水性液體；
b.將該水性液體巴氏滅菌或滅菌；
c.用含乳酸菌的起子培養物接種該巴氏滅菌或滅菌的液體；
d.通過在15-48°C下培養0.5-24小時，發酵該接種的水性液體，以獲得發酵產品； 其中在所述水性液體在步驟b中的巴氏滅菌後在該水性液體中摻入植酸酶或其中在
發酵步驟d結束前不晚於10分鐘向該巴氏滅菌或滅菌的液體中加入植酸酶，其中通過一個或多個下列作用終止發酵步驟d 發酵產品的巴氏滅菌； 將發酵產品冷卻至低於10°C ； 將發酵產品的PH調節至小於4.5的pH。儘管本發明人不希望受制於理論，據信，在本方法中，在乳酸菌消化引發異味的氧化產物的能力抵消由之前螯合的鐵和/或銅陽離子的「釋放」造成的提高的不飽和脂肪酸氧化的同時，逐漸降低植酸的螯合作用。因此，本方法能夠產生包含高度可生物利用的金屬礦物質，如鐵並且幾乎或完全沒有異味的發酵產品。相反，如果對大豆蛋白材料施以植酸酶處理並隨後用在產生發酵大豆基產品的方法中，由於未螯合的金屬促氧化劑會在發酵底物的製備和隨後發酵過程中發揮它們的完全促氧化作用，會產生更顯著的異味。通過巴氏滅菌、冷卻或pH調節終止發酵，由此進一步使異味形成最小化。本發明人已經發現，例如，發酵大豆基產品的滅菌導致形成顯著的異味。相反，如果通過巴氏滅菌、 冷卻或pH-調節終止發酵，幾乎不形成這種異味。本發明人另外發現，通過確保植酸的酶促分解僅進展到該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯(即肌醇單-至六-磷酸酯)的磷酸酯殘基平均數在1.5-4.0範圍內的程度，可以獲得含有顯著量可生物利用的鐵和/或鎂並表現出令人驚訝地高的氧化穩定性的發酵大豆基廣品。相應地，本發明的另一方面涉及發酵產品，其含有
0. 5-10重量％大豆蛋白；
0. 1-20重量％多不飽和脂肪酸含量為該發酵產品的至少0. 1重量％的油；
0.01- 7.5毫摩爾/升的鐵和/或0. 5-375毫摩爾/升的鎂；
至少3微摩爾/升的選自肌醇單磷酸酯、肌醇二磷酸酯、肌醇三磷酸酯、肌醇四磷酸酯、肌醇五磷酸酯、肌醇六磷酸酯及其組合的肌醇磷酸酯；和
20至99重量％的水；
其中該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1. 5-4. 0的範圍內。發明詳述
本發明的第一方面涉及製備發酵大豆基產品的方法，所述方法包括
a.提供含有0.5-10重量％大豆蛋白的水性液體；
b.將該水性液體巴氏滅菌或滅菌；
c.用含乳酸菌的起子培養物接種該巴氏滅菌或滅菌的液體；
d.通過在15-48°C下培養0.5-24小時，發酵該接種的水性液體，以獲得發酵產品； 其中在所述水性液體在步驟b中的巴氏滅菌後在該水性液體中摻入植酸酶或其中在
發酵步驟d結束前不晚於10分鐘向該巴氏滅菌或滅菌的液體中加入植酸酶，所述植酸酶以每克大豆蛋白不大於11 FTU的量摻入該巴氏滅菌或滅菌的液體中；一個FTU是在pH 5.5 和37°C下每分鐘由過量植酸鈉產生1微摩爾無機磷的植酸酶活性；且其中通過一個或多個下列作用終止發酵步驟d: 發酵產品的巴氏滅菌； 將發酵產品冷卻至低於10°C ； 將發酵產品的PH調節至小於4.5的pH。本文所用的術語「乳酸菌」是指產生乳酸作為碳水化合物發酵的主要代謝最終產物的耐酸、不形成孢子、不呼吸的杆形革蘭氏陽性桿菌或球菌。本文所用的術語「乳酸菌」不包括雙歧桿菌。本文所用的術語「乳酸鹽」包括乳酸以及乳酸的可食用鹽。本文所用的術語「植酸酶」是指能夠分解植酸(肌醇六磷酸酯)的酶，例如通過水解植酸以從中釋放一個或多個磷酸根。植酸酶優選能從植酸中除去至少3個磷酸根基團。可通過首先添加大豆蛋白和隨後添加植酸酶來適當地將植酸酶摻入含大豆蛋白的水性液體中。也可以通過首先添加植酸酶和隨後添加大豆蛋白或通過同時添加植酸酶和大豆蛋白來將植酸酶摻入該水性液體中。在本方法中，植酸酶通常以每克大豆蛋白至少0. 1 FTU的量摻入該水性液體或巴氏滅菌或滅菌的液體中；一個FTU是在pH 5. 5和37°C下每分鐘由過量植酸鈉產生1微摩爾無機磷的植酸酶活性。在 M. Wyss 等人；Biophysical Characterisation of fungal phytases (myo-Inositol hexakisphosphate phosphohydrolase) : Molecular size, glycosylation pattern, and engineering of proteolytic resistance(真菌植酸Sl (月/L 醇六磷酸酯磷酸水解酶)的生物物理表徵分子尺寸、糖基化形式和蛋白水解抗性工程學). Appl. Envir. Micr.(應用和環境微生物學)，65 (2)，359-366，1999中描述了適合測
6定植酸酶活性的方法。植酸酶優選以每克大豆蛋白至少0.2 FTU，更優選每克大豆蛋白至少1 FTU，最優選每克大豆蛋白至少1.5 FTU的量添加。本發明人已經發現，使用相對少量的植酸酶避免植酸完全降解成肌醇和磷酸是有利的。相應地，在一個優選實施方案中，添加的植酸酶活性的量不超過每克大豆蛋白5 FTU，其最優選不超過每克大豆蛋白2.3 FTU0優選在發酵步驟d結束前添加植酸酶以實現與同時發酵相關的完全益處。根據一個優選實施方案，在發酵步驟d結束前至少30分鐘，優選至少1小時添加植酸酶。根據所用植酸酶劑量和所用發酵條件，在12小時內或甚至在6小時內實現植酸充分降解通常是沒有問題的。因此，有利地，在發酵步驟d結束前不多於12小時，再更優選不多於6小時，最優選在發酵步驟d結束前不多於4小時添加植酸酶。由於一些市售植酸酶表現出極高的熱穩定性，可以在巴氏滅菌前將植酸酶添加到該水性液體中，因為在巴氏滅菌後仍保持充足的植酸酶活性以在例如12小時內實現充足的植酸降解。但是，為使植酸酶活性損失最小化，優選將植酸酶添加到巴氏滅菌或滅菌的水性液體中。根據一個特別優選的實施方案，在巴氏滅菌或滅菌的液體接種的15分鐘內加入植酸酶。再更優選地，在接種時的10分鐘內或甚至5分鐘內加入植酸酶。在此，術語「在X 分鐘內」是指在接種前少於X分鐘和在接種後少於X分鐘加入植酸酶。通過將植酸酶添加與接種相結合，可以確保使最終發酵產品中的植酸酶活性最小化，尤其是如果將此類發酵產品巴氏滅菌或滅菌。本發明人已經發現，通過在所述液體接種的同時將低劑量植酸酶添加到該巴氏滅菌或滅菌的液體中可實現植酸的充分降解以顯著提高被該酸結合的礦物質的生物利用率。有利地，本方法包括以相當於0.0005-5. 75 FTU/ 毫升的量，更優選以0.005-0. 58 FTU/毫升的量，最優選以0.0075-0. 23 FTU/毫升的量將植酸酶添加到該巴氏滅菌或滅菌的液體中。通過低劑量添加植酸酶，最終發酵產品中的植酸酶活性可以保持低水平，且巴氏滅菌將所述活性降至無關緊要的水平，即使使用熱穩定的植酸酶。要理解的是，最終產品中沒有植酸酶活性是有利的，因為這樣的殘留活性可能不利地影響產品穩定性。通常，發酵產品中的植酸酶活性不超過0.12 FTU/毫升。再更優選地，發酵產品中的植酸酶活性不超過 0. 06 FTU/毫升，其最優選不超過0.01 FTU/毫升。根據一個特別優選的實施方案，本方法包括發酵產品的巴氏滅菌，所述巴氏滅菌造成至少90%，更優選至少95%，最優選至少99%的植酸酶活性降低。為獲得其中植酸已充分降解以使結合的礦物質可生物利用的最終產品以及幾乎
或完全不含植酸酶活性的最終產品(尤其是如果將該產品巴氏滅菌和/或使用熱穩定的植
酸酶)而應添加的植酸酶的劑量水平取決於許多因素，如酶解持續時間、pH、溫度、植酸濃度
等。已經研究了植酸酶活性與溫度和PH之間的關係並可如下描述
10-_5 χ 10(ΡΗ-11.5)/2≤ (劑量(以 FTU/ 毫升計)≤ 10-_15 X 10(PH-7.5)/2
其中T在25至50°C的範圍內並代表以。C為單位的發酵溫度，PH在3. 5至7. 5的範圍內並代表在加入植酸酶時該水性液體的pH。 根據一個特別優選的實施方案，本方法採用熱穩定的植酸酶，本文所用的術語「熱穩定的植酸酶」是指以5.75 FTU/毫升的量存在於10 mM乙酸鈉(pH 7)中時在80°C下暴露30分鐘時損失小於50%，優選小於30%所述植酸酶活性的植酸酶。本方法中所用的水性液體有利地包含0. 75-6重量％，優選2-3. 5重量％的大豆蛋白。該巴氏滅菌或滅菌的液體以及發酵產品的大豆蛋白含量優選在這些相同範圍內。大豆蛋白可合適地以豆乳、豆乳粉、大豆蛋白濃縮物、大豆蛋白分離物、水解大豆蛋白分離物或其組合的形式提供。合適的豆乳(提取物)、大豆蛋白濃縮物、大豆蛋白分離物或水解大豆蛋白分離物可購自例如Solae，Cargi 11，Kerry Group pic和SunOpta pic之類的供應商。在本發明的一個特別優選的實施方案中，該豆乳(提取物)、大豆蛋白分離物或水解大豆蛋白分離物已使用現有技術中，例如US 7，108,881中描述的任何方法去味。含大豆蛋白的水性液體在發酵前巴氏滅菌或滅菌以避免微生物汙染。可以使用本領域中公知的不同技術，如熱處理、膜過濾、超高壓等實現滅菌和巴氏滅菌。本發明人已經發現，如果發酵步驟d包括在25-48°C，再更優選30-43°C的溫度下接種，本方法可獲得特別好的結果。通常，所述接種具有0. 5-14小時，優選0. 5-10小時，最優選1-8小時的持續時間。通過一個或多個下列作用終止發酵步驟d 發酵產品的巴氏滅菌；
將發酵產品冷卻至低於10°c，優選低於8°C ； 將發酵產品的PH調節至小於4.5的pH。不同於滅菌，後面的終止作用不造成植酸酶失活。但是，發現不是必須將植酸酶滅活才能獲得具有優異感官性質的穩定發酵產品。在進一步優選的實施方案中，將發酵產品均化以產生在7°C下的粘度小於在100 s—1下50 mPa.s的產品。均化產生低粘度的非常順滑的發酵產品，其構成飲料的優異基礎。本方法中可用的乳酸菌的實例包括嗜熱鏈球菌、德氏乳桿菌(Lactobacil Ius delbrueckii)、Jfnf dr If lif (Lactobaci 1 Ius helveticus)、B^St^LIf |if> Lactobacillus casei> 羅·氏 IL ff (Lactobacillus reuteri)> H ^ H L ff lif(Lactobacillus rhamnosus)> fe. ^L If lif (Lactobacillus brevis)> 發 _ 季L If lif (Lactobacillus fermentum)、清酒乳桿菌(Lactobacillus sake)、植物乳酸桿菌(Lactobacillus plantarum)、乳酸乳球菌乳酸亞種(Lactococcus lactis subsp lactis)、乳酸乳球菌亞禾中(Lactococcus lactis subsp cremoris Leuconostoc mesenteroides)、乳月旨明串珠菌 (Leuconostoc cremoris)、乳明串珠菌(Leuconostoc lactis)。本發明自然還包括兩種或更多種上述乳酸菌的聯合使用。根據本方法的一個實施方案，乳酸菌優選在發酵步驟d過程中產生顯著量的乳酸。相應地，在發酵步驟d的過程中，乳酸鹽的發酵生成優選使pH降低至少1.2 pH單位， 更優選至少1.5 pH單位。根據本方法的另一實施方案，在發酵步驟d過程中產生僅有限量的乳酸，意味著在所述發酵步驟過程中，乳酸鹽的生成使PH降低小於1.2 pH單位，優選小於1.0 pH單位。 嗜溫乳酸菌特別適合根據此實施方案使用。為了製造無異味的發酵產品，控制本方法中的發酵條件以促進C5-C9正烷醛和/或反式-2-己烯醛的代謝。相應地，在本方法的一個特別優選的實施方案中，在發酵步驟d的過程中至少一種C5-C9正烷醛，優選至少3種C5-C9正烷醛的濃度不增加。甚至更優選地，在發酵步驟d的過程中至少一種C5-C9正烷醛的濃度降低至少30%，優選至少50%。根據另一優選實施方案，在發酵步驟d的過程中，反式-2-己烯醛的濃度不提高。 再更優選地，在發酵步驟d的過程中，反式-2-己烯醛的濃度降低至少30%，優選至少50%。特定物質濃度降低X%意味著如果初始濃度為Y ppm,降低的濃度等於Y(IOO-X) /100 ppm。通過實施例中描述的分析方法測定本文中提到的烷醛和烯醛濃度。使用上述分析方法，以實現不想要的醛的所需消化的方式選擇合適的LAB菌株和優化工藝條件完全在本領域技術人員的技術內。如上文中解釋，本方法中的植酸酶處理提供提高被植酸絡合的多價金屬陽離子的生物利用率的優點。由於大豆蛋白分離物和濃縮物通常含有顯著量的鐵和/或鎂，本方法在該水性液體含有至少0. 01毫摩爾/升鐵和/或至少0. 5毫摩爾/升鎂的情況下特別有效。優選地，該水性液體中的鐵濃度在0. 02-7. 5毫摩爾/升的範圍內，更優選在0. 1-1毫摩爾/升的範圍內。同樣地，該水性液體中的優選鎂濃度在1-375毫摩爾/升的範圍內，更優選在5-50毫摩爾/升的範圍內。要理解的是，如果巴氏滅菌或滅菌的液體含有顯著量的植酸，本方法的益處最顯著。由於植酸的部分水解形式，尤其是肌醇五磷酸酯也具有絡合多價金屬的能力，這些肌醇磷酸酯也會不利地影響礦物質，如鐵和鎂的生物利用率。根據一個優選實施方案，該水性液體的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量超過每克大豆蛋白1微摩爾，更優選超過每克大豆蛋白5微摩爾，最優選超過每克大豆蛋白20微摩爾。由於本方法旨在顯著降低螯合植酸的含量，該發酵產品的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量優選不超過每克大豆蛋白5微摩爾。甚至更優選地，該發酵產品的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量不超過每克大豆蛋白3微摩爾，最優選不超過每克大豆蛋白1微摩爾。通常，在本發明的方法中，在以植酸酶的添加開始和以發酵步驟d的終止結束的期間內，以摩爾計的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量降低至少80%。再更優選地，上述降低為至少85%，最優選至少95%。 由於植酸酶處理，本方法產生其中肌醇磷酸酯中的磷酸酯殘基平均數顯著降低的發酵產品。通常，肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯一起佔該發酵產品中所含的肌醇和肌醇磷酸酯總量的小於50摩爾％，更優選小於30摩爾％，最優選小於15摩爾％。同樣地，肌醇二磷酸酯和肌醇三磷酸酯一起優選佔該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯總量的至少30摩爾％，更優選至少50摩爾％。本發明人已經發現，有利的是控制植酸的酶促分解以確保一方面實現肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的充分降解以提高被這些肌醇磷酸酯絡合的礦物質的生物利用率和另一方面不完全將肌醇磷酸酯轉化成肌醇單磷酸酯和磷酸。更特別地，本發明人已經觀察到， 有利的是將植酸降解至該肌醇磷酸酯(即肌醇單磷酸酯至六磷酸酯)中所含的磷酸酯殘基平均數在1.5-4.0的範圍內，優選在2. 0-4.0的範圍內的程度。儘管本發明人不希望受制於理論，但據信，例如，肌醇二磷酸酯和肌醇三磷酸酯對礦物質，如鐵陽離子的生物利用率幾乎沒有影響，而這些肌醇磷酸酯確實以某種方式減輕此類礦物質的促氧化作用。本方法可合適地包括添加一種或多種食品成分和/或微量營養素。該方法可例如包括向該水性液體、巴氏滅菌或滅菌產品或向該發酵產品中添加水果和/或蔬菜成分。可添加的水果成分的實例包括水果塊、水果汁和水果濃縮物。在本方法的某階段可添加的其它成分和添加劑的實例包括甜味劑、調味物質、防腐劑、維生素、礦物質、飽腹感引發或增強劑、膽固醇降低劑等。根據本發明的一個優選實施方案，該方法包括向該發酵產品中加入一種或多種選自鐵、銅、鎂或鋅的礦物質，更優選一種或多種選自鐵和鎂的礦物質。本方法最優選包括向獲自步驟d的發酵產品中加入鐵。一種或多種這些礦物質的添加能將最終產品中這些礦物質的含量標準化，因為原材料中，尤其是大豆蛋白源材料中這些礦物質的濃度顯著不同。根據一個特別優選的實施方案，鐵以至少0.01毫摩爾/升的量摻入發酵產品中以實現至少 0. 15毫摩爾/升的最終鐵濃度。通常，接種巴氏滅菌或滅菌液體的步驟包括將含有足量活乳酸菌的起子培養物施加到該液體中。優選地，起子培養物以足以在發酵步驟d結束時產生大約IO4-IO9 Cfu/ ml乳酸菌的量添加。根據一個優選實施方案，該起子培養物在發酵結束時產生每毫升 IO4 5-IO8 5,優選IO5-IO8的活乳酸菌細胞。本發明的另一方面涉及經過植酸酶處理的乳酸菌發酵大豆基產品，所述發酵產品含有
0.5-10重量％大豆蛋白；
0. 1-20重量％多不飽和脂肪酸含量為該發酵產品的至少0. 1重量％的油；
0. 01-7. 5毫摩爾/升的鐵和/或0. 5-375毫摩爾/升的鎂，
至少3微摩爾/升的選自肌醇單磷酸酯、肌醇二磷酸酯、肌醇三磷酸酯、肌醇四磷酸酯、肌醇五磷酸酯、肌醇六磷酸酯及其組合的肌醇磷酸酯；和
20至99重量％的水；
其中該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1. 5-4. 0的範圍內。根據一個優選實施方案，該發酵產品中的植酸酶活性降至小於0. 1 FTU/1，更優選小於0.05 FTU/1，最優選小於0.005 FTU/1。通過巴氏滅菌或滅菌，尤其是通過滅菌可以合適地降低發酵產品中的植酸酶活性。相應地，該發酵大豆基產品優選是巴氏滅菌或滅菌的產品，最優選是滅菌產品。本發明的發酵產品通常含有相當於IO4-IO9個乳酸菌細胞/毫升的量的乳酸菌材料，所述乳酸菌材料選自活乳酸菌、死乳酸菌、乳酸菌殘留物及其組合。該發酵產品最優選含有相當於IO6-IO85個乳酸菌細胞/毫升的量的乳酸菌材料，尤其是選自活乳酸菌、死乳酸菌及其組合的乳酸菌材料。該發酵產品通常含有至少0. 1重量％的油。有利地，該發酵產品含有0. 1-20重量％的油，尤其是大豆油。本文提到的鐵濃度優選涉及陽離子鐵，尤其是選自Fe2+、Fe3+及其組合的陽離子鐵。同樣地，鎂濃度優選涉及陽離子鎂，尤其是Mg2+。大豆蛋白源中存在的植酸的摩爾量常常超過這些相同大豆蛋白源中存在的鐵的摩爾量。因此，為了使鐵可生物利用，重要的是，鐵與肌醇多磷酸酯的摩爾比超過1:1。在此，術語「肌醇多磷酸酯」是指選自肌醇四磷酸酯、肌醇五磷酸酯、肌醇六磷酸酯及其組合的肌醇磷酸酯。優選地，根據本發明，該發酵產品中鐵與肌醇多磷酸酯的摩爾比超過2:1，其最
10優選超過3:1。該發酵產品中肌醇磷酸酯的濃度有利地在0. 05-8毫摩爾/升的範圍內。換言之，肌醇磷酸酯的濃度優選在每克大豆蛋白5-80微摩爾的範圍內，更優選在每克大豆蛋白 10-50微摩爾的範圍內。根據一個特別優選的實施方案，該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1.6-3. 5的範圍內。如上解釋，該發酵產品的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量優選不超過5微摩爾/克大豆蛋白。再更優選地，該發酵產品的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量不超過3微摩爾/克大豆蛋白，其最優選不超過1微摩爾/克大豆蛋白。有利地，肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯一起佔該發酵產品中所含的肌醇和肌醇磷酸酯總量的小於50摩爾％，更優選小於30摩爾％，，最優選小於15摩爾％。根據另一優選實施方案，肌醇二磷酸酯和肌醇三磷酸酯一起佔該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯總量的至少20摩爾％，更優選至少30摩爾％，，最優選至少40摩爾％。本發明所涵蓋的發酵大豆基產品的實例包括發酵大豆飲料和大豆基酸奶。特別優選的發酵產品是發酵大豆飲料，尤其是含有0. 5-10重量％大豆蛋白和20-99重量％，優選 60-98重量％水的發酵大豆飲料。藉助下列實施例進一步舉例說明本發明。
具體實施方式
實施例磷分析
如 Wyss 等 A(Wyss M, Pasamontes L, Friedlein A, Remy R, Tessier M, Kronenberger A 等人，Biophysical characterization of fungal phytases (myo-inositol hexakisphosphate phosphohydrolases): Molecular size, glycosylation pattern, and engineering of proteolytic resistance (真菌植酸 (myo-肌醇六磷酸酯磷酸水解酶)的生物物理表徵分子尺寸、糖基化形式和蛋白水解抗性工程學),Applied and Environmental Microbiology(應用和環境微生物學)1999 ;65 (2) 359-366.)描述的來自植酸酶的水解磷的光度測定。取100微升樣品並立即用等體積的15%三氯乙酸稀釋以終止酶反應。隨後，將樣品充分混合幾秒並在15. OOOg下離心5分鐘。上清液在軟化水中稀釋5倍並隨後通過將10 微升這種稀釋樣品與90微升軟化水和100微升0. 6 M H2S04、2%抗壞血酸和0. 5%鉬酸銨混合來量化釋放的磷酸根離子。在45°C下培養30分鐘後，在微滴定板讀數器(Spectramax) 中測量在820納米下的吸光度。使用空白溶液(含大豆，無植酸酶)測量大豆中天然存在的游離磷的份額並從樣品值中減去。使用磷酸鉀標準溶液(2-400 μ M)作為參考。加速貯存壽命試驗
在20毫升頂空管瓶中裝入2毫升樣品。將管瓶儲存在60°C。選擇60°C的溫度以確保樣品在儲存期間不變質。將樣品儲存28天。在此期間，定期在GC-MS (HP) (DBwax柱20m χ 180ym χ 0. 3ym, J&ff scientific)上用靜態頂空揮發物分析法一式三份地分析樣品的脂質氧化標記(乙醛、I"戊烯-3-醇、1-戊烯-3-酮、2t_戊烯醛、戊醛、戊烷、2t_ 丁醛、丙烯醛、丙醛、己醛)。GC溫度程序如下35°C下2分鐘，35°C /分鐘，至20(TC，20(rC下2分鐘。 注射體積為250微升，無分流。酵分析
通過SPME接著GC-MS分析異味揮發物 將2克樣品置於20毫升頂空管瓶中並用氣密蓋密封。藉助固相微萃取分析樣品。所用纖維Carboxen/PDMS 85 μ m，來自Supelco。在配有Gerstel CIS-4注射器和SPME選項的Gerstel MPS-2自動取樣器的 Agilent GC/MS 上進行分析。柱VF_5 ；50m * 0. 2 mm * 0. 33 μ m。GC 程序
40 °C (2 min) - (3° /min) ->160 °C (0 min) - (20° /min) ->250 °C (2 min)
氣體氦氣
流速1毫升/分鐘，恆定流速 SPME取樣時間在40°C下35分鐘解吸在170°C下40分鐘不分流(split-less)時間2分鐘離子鐵牛物利用率
所有玻璃器皿在10% (v/v) HNO3中培養整夜。在實驗當天，所有玻璃器皿用milli-Q 水洗滌5次以除去HNO3。在劇烈搖振後，取60克樣品並在100毫升溶解容器中與20毫升水合併。將這些容器轉移到溶解裝置(II類型，Vankel VK700)中。將pH調節至2.0。隨後，向各容器中加入胃蛋白酶(0.5克/升)，產生90毫升產物懸浮液在pH 2.0的模擬胃液中的溶液。在以100 rpm混合下在37°C下培養60分鐘後，取懸浮液樣品以測定總鐵和在錐形瓶中模擬腸期。為了模擬腸期，將充滿NaHCOyjC溶液的滲析膜(Spectra/Por 7 MWCO 8000)置於錐形瓶中。滲析膜中存在的碳酸氫鈉的量能將模擬消化調節至PH 6.8。在37°C水浴中培養30分鐘和連續搖振(100 rpm)後，向該燒瓶中加入胰酶(0. 4毫克/毫升)和膽汁酸溶液 (1.25毫克/毫升)的混合物。該燒瓶在相同的37°C水浴中在連續搖振(100 rpm)下用滲析膜進一步培養另外2小時。此後，取出滲析膜並取滲析液內容物樣品測定離子可滲析鐵的量。通過等離子體發射光譜法測定總鐵。使用Roche/Hitachi分析器和基於鋯鐵 (ferrozine)的用於分析人血清中的鐵的試劑測定離子鐵(Fe2+和Fe3+的總和)。實施例1
通過在熱水(90°C)中混合 5. 6% 豆乳粉(Soy Supreme Fibre Reduced soy bean powder SunOpta Grains and Food Group, Hope, MN, USA)，製備 2. 5% 蛋白質含量的大豆基料。在添加2%蔗糖、1%葡萄糖之前該粉末水合至少15分鐘。隨後使該混合物冷卻至 43°C並分成3個等分試樣和進一步如下處理
等分試樣1在43°C下保持1小時，隨後接種0.02%市售凍酸乳酪培養濃縮物 T-071016 (嗜熱鏈球菌株的指定混合培養物，丹麥Chr Hansen, !tersholm提供)。該混合物在43°C下再培養3小時，隨後儲存在4°C下直至通過SPME接著GC-MS分析。
·用 0.01% (w/w)植酸酶的市售酶製品(獲自 DSM Food Specialities B. V., Delft,荷蘭的DSM植酸酶5000液體[至少5750 FTU/g])處理等分試樣2並在43°C下保持1小時。在此期間後，用市售凍酸乳酪培養濃縮物T-071016 (嗜熱鏈球菌株的指定混合培養物，丹麥Chr Hansen, H0rsholm提供)接種該混合物。在43°C下再繼續培養3小時， 隨後儲存在4°C下直至通過SPME接著GC-MS分析。·等分試樣3在43°C下保持1小時，隨後用市售凍酸乳酪培養濃縮物T-071016 (嗜熱鏈球菌株的指定混合培養物，丹麥Chr Hansen, !tersholm提供)接種該混合物並同時用0.01% (w/w)植酸酶的市售酶製品(獲自DSM Food Specialities B. V. , Delft,荷蘭的DSM植酸酶5000液體)處理。在43°C下再繼續培養3小時，隨後儲存在4°C下直至通過 SPME接著GC-MS分析。己醛分析
在培養後，如上所述分析等分試樣1、2和3的己醛含量。所得結果描述在表1中。表 權利要求
1.製備發酵大豆基產品的方法，所述方法包括a.提供含有0.5-10重量％大豆蛋白的水性液體；b.將該水性液體巴氏滅菌或滅菌；c.用含乳酸菌的起子培養物接種該巴氏滅菌或滅菌的液體；d.通過在15-48°C下培養0.5-24小時，發酵該接種的水性液體，以獲得發酵產品； 其中在所述水性液體在步驟b中的巴氏滅菌後在該水性液體中摻入植酸酶或其中在發酵步驟d結束前不晚於10分鐘向該巴氏滅菌或滅菌的液體中加入植酸酶，所述植酸酶以每克大豆蛋白不大於11 FTU的量摻入該巴氏滅菌或滅菌的液體中；一個FTU是在pH 5.5 和37°C下每分鐘由過量植酸鈉產生1微摩爾無機磷的植酸酶活性；且其中通過一個或多個下列作用終止發酵步驟d 發酵產品的巴氏滅菌； 將發酵產品冷卻至低於10°C ； 將發酵產品的PH調節至小於4.5的pH。
2.根據權利要求1的方法，其中植酸酶以每克大豆蛋白至少0.1 FTU的量摻入該水性液體或巴氏滅菌或滅菌的液體中。
3.根據權利要求1或2的方法，其中植酸酶以每克大豆蛋白不大於5FTU的量摻入該水性液體或巴氏滅菌或滅菌的液體中。
4.根據權利要求1或2的方法，其中在發酵步驟d結束前至少30分鐘，優選至少1小時添加植酸酶。
5.根據前述權利要求任一項的方法，其中在發酵步驟d結束前不多於12小時，優選不多於6小時添加植酸酶。
6.根據前述權利要求任一項的方法，其中將植酸酶添加到巴氏滅菌或滅菌的水性液體中。
7.根據前述權利要求任一項的方法，其中發酵步驟d包括在30-48°C的溫度下接種 0. 5-10 小時。
8.根據前述權利要求任一項的方法，其中通過發酵產品的巴氏滅菌終止發酵步驟d。
9.根據前述權利要求任一項的方法，其中該水性液體的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量超過1微摩爾/克大豆蛋白。
10.根據前述權利要求任一項的方法，其中該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1. 5-4. 0的範圍內。
11.根據前述權利要求任一項的方法，其中在以植酸酶的添加開始和以發酵步驟d的終止結束的期間內，以摩爾計的肌醇六磷酸酯和肌醇五磷酸酯的總含量降低至少80%。
12.根據前述權利要求任一項的方法，其中肌醇二磷酸酯和肌醇三磷酸酯一起佔該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯總量的至少30摩爾％。
13.經過植酸酶處理的乳酸菌發酵大豆基產品，所述發酵產品含有 0.5-10重量％大豆蛋白； 0. 1-20重量％多不飽和脂肪酸含量為該發酵產品的至少0. 1重量％的油； 0.01- 7.5毫摩爾/升的鐵和/或0. 5-375毫摩爾/升的鎂； 至少3微摩爾/升的選自肌醇單磷酸酯、肌醇二磷酸酯、肌醇三磷酸酯、肌醇四磷酸酯、肌醇五磷酸酯、肌醇六磷酸酯及其組合的肌醇磷酸酯；和 20至99重量％的水；其中該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1. 5-4. 0的範圍內。
14.根據權利要求13的發酵產品，其中鐵與選自肌醇四磷酸酯、肌醇五磷酸酯、肌醇六磷酸酯及其組合的肌醇多磷酸酯的摩爾比超過1 1。
15.根據權利要求13或14的發酵產品，其中該產品包含每克大豆蛋白至少0.02毫克植酸酶材料，所述植酸酶材料選自活性植酸酶、無活性植酸酶及其組合。
16.根據權利要求13-15任一項的發酵產品，其中該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1. 6-3. 5的範圍內。
全文摘要
本發明涉及製備發酵大豆基產品的方法，所述方法包括a.提供含有0.5-10重量%大豆蛋白的水性液體；b.將該水性液體巴氏滅菌或滅菌；c.用含乳酸菌的起子培養物接種該巴氏滅菌或滅菌的液體；d.通過在15-48℃下培養0.5-40小時，發酵該接種的水性液體，以獲得發酵產品；其中在所述水性液體在步驟b中的巴氏滅菌後在該水性液體中摻入植酸酶或其中在發酵步驟d結束前不晚於10分鐘向該巴氏滅菌或滅菌的液體中加入植酸酶，所述植酸酶以每克大豆蛋白不大於11FTU的量摻入該巴氏滅菌或滅菌的液體中；且其中通過巴氏滅菌、冷卻或pH調節終止發酵步驟d。據發現，通過同時進行植酸酶處理和發酵，可以在使植酸降解對脂質氧化的不利作用最小化的同時實現礦物質，如鐵和鎂的生物利用率的顯著提高。本發明還提供含有大豆蛋白、多不飽和脂肪酸、鐵和/或鎂和肌醇磷酸酯的發酵大豆基產品，其中該發酵產品中所含的肌醇磷酸酯的磷酸酯殘基平均數在1.5-4.0的範圍內。
文檔編號A23C20/02GK102300467SQ200980155762
公開日2011年12月28日 申請日期2009年12月24日 優先權日2009年1月30日
發明者H. 貝克曼 C., v. 夫利特 C., J. H. M. 詹森 F., 梅萊馬 M. 申請人:荷蘭聯合利華有限公司