专利名称：由谷物或谷物副流酶促产生寡糖的制作方法
技术领域：
本发明涉及溶解谷麸用于制备包含谷麸的可溶性级分的组合物，以及包含溶解的谷麸的这些组合物用于制备食品例如面包的用途。
背景技术：
谷物含有5-10%的阿拉伯糖基木聚糖，其与淀粉、纤维素和β -葡聚糖一起构成了最丰富的谷物碳水化合物。阿拉伯糖基木聚糖包含β-1，4-连接的D-吡喃木糖基单元的主链，0-2和/或0-3 α -L-阿拉伯呋喃糖基单元与之相连，或者4-0-甲基葡糖醛酸残基或吡喃木糖基单元可用乙酸酯化。此外，L-阿拉伯呋喃糖基侧链残基可用阿魏酸和香豆酸酯化。在典型的阿拉伯糖基木聚糖中，存在未取代的、单取代的和双取代的木糖残基。谷物中的阿拉伯糖基木聚糖是水可提取的或水不可提取的。水不可提取的阿拉伯糖基木聚糖可能是在碱性条件下、或通过利用酶(例如木聚糖内切酶)而部分可溶的。阿拉伯糖基木聚糖-寡糖(AXOS)是源自阿拉伯糖基木聚糖的寡糖并且被显示发挥益生特性。益生元是通常为非-葡萄糖苷寡糖的化合物，其不能被上胃肠道的酶消化但是被大肠中一些类型的肠道细菌选择性地发酵。益生元在膳食中的存在引起肠道菌群组成的变化，通常表征为乳杆菌类(Lactobacillus)和双歧杆菌(Bifidobacterium)种的相对增加。这种肠中微生物丛的变化与下列相关联改善的整体健康、减少的肠感染、增加的肠短链脂肪酸水平、对矿物质更好的吸收、以及对结肠癌起始的抑制。Katapodis P 等人，European journal of Nutrition, 2003Jan ；42(1) :55_60 涉及由澄粉(wheat flour)阿拉伯糖基木聚糖酶促生产具有抗氧化活性的阿魏酸寡糖。Yuan 等人，Food Chemistry, Vol 95，Issue 3，2006，Pages484_492 涉及通过来自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的木聚糖酶由麦麸不可溶膳食纤维生产阿魏酸寡糖。例如 Courtin 等人 Journal of the science of food and agriculture. 88. ρ 2517-2522(2008)禾口 Cloetens 等人，Journal of the American College of Nutrition, Vol. 27,No. 4,512-518(2008)最近显示了，相比于不可溶的麸，溶解的麸在鸡中具有更好的营养效果。Swennen 等人’ Journal of the science of food and agriculture, 2006, vol. 86，1722-1731，涉及麦麸阿拉伯木寡糖的大规模生产和表征。W02008000050涉及作为整粒谷物发酵的副产品而制备可溶性阿拉伯糖基木聚糖
的方法。WO 2008087167涉及在烘烤的产品中原位增加水溶性阿拉伯糖基木聚寡糖的水平的方法。Rouau，X 禾口 Surget, A. , Carbohydrate polymers 24 123-132 (1994)，描述了用于确定澄粉中总的和水可提取的戊聚糖的快速半自动化方法。本领域中需要对谷物更好的利用，其中更少的谷物将用于低价的应用，例如牛饲料。此外，长久以来就需要能够在传统的、已经存在的谷物产品中利用来自谷物的麸级分， 而不显著影响产品的外观/结构、颜色或味道，并使得能够增加现存产品的健康和营养效果。发明目的本发明的目的是提供增加谷麸溶解的方法，以提供更好地利用谷物的方法，其中更少的谷物将用于低价的应用，例如牛饲料。此外，本发明的目的还在于提供合适的方法使得能够在传统的、已经存在的谷物产品中利用来自谷物的麸级分，而不显著影响产品的外观/结构、颜色或味道，并使得能够增加现存产品的健康和营养效果。
发明概要本发明的发明者已发现，通过在用细胞壁修饰酶和淀粉修饰酶处理时在谷麸中保留大量的淀粉，在溶解谷物淀粉的过程中可获得显著更高产量的阿拉伯糖基木聚寡糖和总的可溶性材料。在广泛的方面，本发明涉及溶解谷麸以产生包含至少一部分溶解的谷麸的组合物。要理解，通过本发明的方法所获得的组合物的另一部分可以是麸的完全或部分不可溶性级分。因此，在第一个方面，本发明涉及溶解包含淀粉的谷麸的方法，所述方法包括下列步骤a)制备含有大量淀粉的颗粒谷麸的悬浮液；b)用下列物质以任何顺序顺次(不去除任何组分)，或者同时处理悬浮液中的所述含有大量淀粉的颗粒谷麸一种或多种细胞壁修饰酶；一种或多种淀粉修饰酶；和任选地一种或多种其它的酶。在第二个方面，本发明涉及由本发明的方法所产生的溶解的谷麸。在另一个方面，本发明涉及由根据本发明的方法所产生的溶解的谷麸用于生产食品的用途。在又一个方面，本发明涉及通过在食品生产中使用根据本发明的方法生产的溶解的谷麸而获得的食品。在另外的方面，本发明涉及包含下列的部分的试剂盒a)包含下列的酶组合一种或多种细胞壁修饰酶；一种或多种淀粉修饰酶，和任选地一种或多种其它的酶；b)用于根据本发明的方法的说明书；以及c)任选地用于食品的其它成分。
图1.根据麸处理的提取缓冲液的回收。柱状代表对于根据表3的试验号1-6所回收的提取物体积。图2.根据麸处理获得的可溶性级分中的干物质。柱状代表对于根据表3的试验号1-6的干物质含量(％)。图3.根据麸处理的麸溶解度。柱状代表对于根据表3的试验号1-6的麸溶解度。图4.根据麸处理的校正的(针对回收提取体积)麸溶解度。柱状代表对于根据表3的试验号1-6的麸溶解度％ (针对回收提取体积校正的)。
图5.烘烤试验结果。面包相对于空白的相对体积(％ )。柱状代表根据表9的烘烤试验1-4的面包体积(％ )。试验1 (空白设为100% )。图6.用(从左边起)对照面粉、2. 5%可溶性纤维、5%可溶性纤维、和5%不可溶性纤维烘烤而获得的面包。图7.用(从左边起)对照面粉、2. 5%可溶性纤维、5%可溶性纤维、和5%不可溶性纤维烘烤而获得的面包。发明详述本发明涉及溶解谷物侧流(sidestream)(麸)的方法(以及产生的产品)，产生了可在谷物应用中被利用的产品。本发明将允许在谷物应用中利用谷物侧流而不对所生成产品的感觉和质地特性带来不利作用，并且其将增加原材料(谷物)的利用。在根据本发明的方法中将产生益生性寡糖，例如β-葡聚糖，和AX0S、生育酚、以及生育三醇(tocotriols)， 后两者具有抗氧化效果。还被认为生成均具有乳化剂效果的单-和双-甘油酯，Iyso-PC和单/双-半乳糖基-单-甘油酯，其对于最终谷物产品的表观、结构和稳定性具有进一步的积极效果。在一些实施方式中，由根据本发明的方法获得的溶解的产品将包含选自益生元、 抗氧化物和乳化剂的化合物。在一些实施方式中，由根据本发明的方法获得的溶解的产品将包含阿拉伯糖基木聚寡糖(AM)S)。在一些实施方式中，由根据本发明的方法获得的溶解的产品将包含异麦芽寡糖 (IMO)。在一些实施方式中，在本发明的方法中所使用的谷麸来自谷物副流(bi-stream)， 例如来自传统研磨的麦麸。 进行传统的小麦研磨至65-85 %的提取度(基于谷粒重量的％面粉产量)，产生由细胞壁多糖(例如阿拉伯糖基木聚糖、葡聚糖、纤维素)组成的麦麸，此外，蛋白质、脂类、木质素和淀粉将存在于麸中。用a) —种或多种细胞壁水解活性，例如来自木聚糖酶、 β-葡聚糖酶、纤维素酶和b) —种或多种淀粉水解酶，例如α-淀粉酶、支链淀粉酶、β-淀粉酶和转葡萄糖基酶(例如转葡糖苷酶)的组合处理谷麸将产生AX0S，并且在一些实施方式中也将产生ΙΜ0，以及其它的细胞壁寡糖/多糖。此技术可被应用于研磨侧流，以产生益生元和低碳水化合物膳食纤维产品，其可被应用于谷物应用中(例如烘烤、早餐谷物、蛋糕、意大利面食(pasta)等)。本发明的一个重要特征可以是最终产品更易于接受的感觉性表观和健康影响。在谷物应用中使用根据本发明的麸级分将主要影响四种不同的参数1)产品结构/外观，2) 产品颜色，幻产品味道，和/或4)健康方面。1)将麸级分加入谷物产品中将影响最终产品的结构。如果所述产品是酵母发酵的面包，麸级分将对于面筋强度有破坏作用，产生具有更小体积的更致密的产品。通常，向产品中加入麸将影响产品结构和外观。这可被消除或减少，如果麸级分或纤维级分是以可溶的形式而不是固体形式被加入到产品中的。溶解的麸不会例如对酵母发酵的面包中面筋的生成和强度具有相同的影响。2)在谷物产品中使用麸对于产品的颜色具有显著的影响-产品变得更暗。其原因在于麸级分中的颜色组分(主要是细胞壁中的酚类化合物)将影响整体的产品颜色。与仅由胚乳(面粉)产生的更白的产品相比，此特征通常被视为是缺点并且是吸引力较差的产品。使用根据本发明的溶解的麸，颜色可被减弱甚至消除。其原因在于许多所述酚类化合物通常位于最难酶促进入的细胞壁区域，因此它们将不被溶解并促成使用溶解的麸级分所产生的最终产品的深颜色。利用这些产物的特异性酶促水解或者是通过应用分离和/或纯化技术，根据本发明的方法可被优化以完全去除促成颜色生成的化合物。3)当应用麸级分时，促成更暗产品的同样组分也将改变最终产品的感觉性特性。 与由胚乳生产的产品相比，这些化合物的特征是更苦的味道。此味道在斯堪的纳维亚和欧洲北部是公知的并且受欢迎的，在那里传统上消费黑面包。然而，对于世界的许多其它部分，所述味道是不受欢迎的并且更多地被视为是产品的缺点。4)许多注意力被集中在通过我们的膳食影响肠道健康。被广泛认可的是，我们的膳食、特别是我们消耗的膳食纤维(可溶的和不可溶的)对于肠道菌群的组成以及由此对个体的整体健康有巨大的影响。已显示应用可溶的麸(或者更准确地，阿拉伯糖基木聚糖 (AXOS)的可溶性低分子寡糖)显著地改变肠道菌群。通过结合AXOS和IMO的产生，使用纤维级分将不会向产品中加入更多的淀粉而提高可代谢的能量，但是将残留的淀粉和葡萄糖转化为另一种益生性纤维ΙΜ0。所产生的级分可被用于早餐谷物中，增加谷物(小麦)的利用率，减少所使用的增量剂(糖)，减少卡路里负荷并向膳食中引入益生元。总之，根据本发明的方法将产生对谷物更好的利用，更少的谷物将用于低价的应用，例如牛饲料。此外，本申请中所描述的方法将使得能够在传统的、已经存在的谷物产品中利用来自谷物的麸级分，而不显著影响产品的外观/结构、颜色或味道。最后，本申请中所描述的方法将使得能够增加现存产品的健康和营养效果。定义如本申请中所使用的，术语"谷物"指来自禾本(Poaceae)科植物的果实，此类种子至少含有包含糊粉粒的麸、以及淀粉性胚乳，另外存在或不存在果皮、种子外皮(备选地称为种皮)和/或胚。此术语包括但不限于例如下列的种小麦、大麦、燕麦、斯佩耳特小麦(spelt)、黑麦、高梁、玉米和稻。如本申请中所使用的，术语"麸”指源自谷物的研磨级分，其与相应的完整种子相比富含选自下列的任何或全部组织糊粉粒、果皮和种子外皮。如本申请中所使用的，术语“溶解”指在根据本发明的方法中溶解谷麸并且意在包括任何程度的溶解。因此，“溶解”可以是为了获得100%可溶的材料或可以是为了获得低于100%的溶解度，例如低于70%，例如在40% -60%的范围内或者例如在20% -40%的范围内。在一些实施方式中，所述溶解度是基于干物质相对于干物质麸而被测定的。如本申请中所使用的，术语"研磨级分"指由机械减小谷粒大小而产生的全部或部分级分，所述机械减小谷粒大小是通过例如但不限于切削、轧制、压碎、破裂或研磨，伴随或不伴随通过例如(但不限于)筛析，筛选，筛分，吹制，抽气，离心筛分，风筛，静电分离， 或电场分离而分级。在本发明的情境中，“大量淀粉”是指含有大约在传统机械加工谷物后(例如商业上研磨谷物后)通常存在的残留淀粉量的谷麸。在一些实施方式中，至少约1%，例如至少约3 %，例如至少约5 %，例如至少约10 %，例如至少约20 %，例如至少约30 %，例如至少约 40%，例如至少约50%通常存在于谷物中的淀粉仍存在于根据本发明所使用的谷麸级分中。优选地，谷麸未经淀粉水解酶预处理或以其它方式被酶促处理以从麸中去除淀粉。要理解，根据本发明的方法涉及制备基本上分离的、含有残留淀粉的颗粒谷麸的悬浮液，以及酶促处理此谷麸。因此，要理解所述酶将对带有其残留淀粉的谷麸具有酶促作用。本发明并不意在涵盖酶促处理具有额外添加的面粉制备物的组合物，例如原位酶促面包制作应用。在一些实施方式中，低于约50%，例如低于约40%，例如低于约30%，例如低于约 20%，例如低于约10%，例如低于约6%，例如低于约3%，例如低于约(w/w)的颗粒谷麸悬浮液是淀粉或含有淀粉的组分，例如面粉。在本发明的情境中，“细胞壁修饰酶”指任何能够水解或修饰植物细胞壁的复杂基质多糖的酶，例如任何将在本申请所包括的“细胞壁溶解测试”中具有活性的酶。在“细胞壁修饰酶”这一定义中所包括的有纤维素酶(例如纤维二糖水解酶I和纤维二糖水解酶II)、 内切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶、和半纤维素降解酶(例如木聚糖酶)。如在本申请中所使用的，术语"纤维素酶"或"纤维素降解酶"被理解为包括纤维二糖水解酶(EC 3. 2. 1. 91)，例如纤维二糖水解酶I和纤维二糖水解酶II，以及内切葡聚糖酶(EC 3. 2. 1. 4)和 β -葡糖苷酶(EC3. 2. 1. 21)。包括在纤维素酶定义中的有随机切割纤维素链的内切葡聚糖酶(EC 3. 2. 1. 4)； 从纤维素链末端切割纤维二糖基单元的纤维二糖水解酶(EC 3.2. 1.91)和将纤维二糖及可溶性的纤维糊精转化为葡糖糖的β -葡糖苷酶(EC 3. 2. 1. 21)。在这三类涉及纤维素的生物降解的酶中，纤维二糖水解酶是降解天然结晶纤维素的关键的酶。术语"纤维二糖水解酶I “在本申请中被定义为纤维素1，4- β -纤维二糖苷酶(也称为外切葡聚糖酶，外切纤维二糖水解酶或1，4- β -纤维二糖水解酶)活性，如在酶类别EC 3. 2. 1. 91中所定义的，其通过从链的非还原末端释放纤维二糖而催化纤维素和纤维四糖中l，4-i3-D-葡萄糖苷连接的水解。术语"纤维二糖水解酶II活性"的定义是相同的，除了纤维二糖水解酶II从链的还原末端攻击之外。纤维素酶可包含碳水化合物结合模块(CBM)，其提高酶与含有纤维素的纤维的结合并增加酶的催化活性部分的效力。CBM被定义为碳水化合物活性酶中连续的氨基酸序列，其含有具有碳水化合物结合活性的离散折叠(discreet fold)。关于CBM的其它信息，参见 CAZy 因特网服务器(Supra)或 Tomme 等人(1995)，Enzymatic Degradation of Insoluble Polysaccharides(Saddler 禾口 Penner, 编辑)，Cellulose-binding domains !classification and properties, pp.142—163, American Chemical Society, Washington。在优选的实施方式中，所述纤维素酶或纤维素降解酶可以是如美国专利申请号60/941，251(其在此通过引用而被并入)中所定义的纤维素降解制备物。在优选的实施方式中，所述纤维素降解制备物包含具有纤维素降解增强活性的多肽(GH61A)，优选WO 2005/074656中所描述的多肽。所述细胞壁修饰酶还可以是β -葡糖苷酶，例如源自木霉属 (Trichoderma)，曲霉属(Aspergillus)或青霉属(Penicillium)株系的β-葡糖苷酶，包括美国申请号60/832，511 (Novozymes)中公开的具有β _葡糖苷酶活性的融合蛋白。在一些实施方式中，细胞壁修饰酶是CBH II，例如太瑞斯梭孢壳霉(Thielavia terrestris)纤维二糖水解酶II (CEL6A)。在一些实施方式中，细胞壁修饰酶是纤维素酶，例如源自瑞氏木霉的(Trichoderma reesei)酶。在一些实施方式中，纤维素降解活性可以源自真菌来源，例如木霉属的菌株，例如瑞氏木霉菌株；或腐质霉属(Humicola)的菌株，例如特异腐质霉(Humicola insolens)菌株。在一些实施方式中，细胞壁修饰酶是WO 2005/074656中所公开的具有纤维素降解增强活性的多肽(GH61A)；纤维二糖水解酶，例如太瑞斯梭孢壳霉纤维二糖水解酶 II (CEL6A)，β-葡糖苷酶(例如，美国申请号60/832,511中所公开的融合蛋白)和纤维素降解酶(例如源自瑞氏木霉的)。在一些实施方式中，细胞壁修饰酶是WO 2005/074656中公开的具有纤维素降解增强活性的多肽(GH61A) ； 葡糖苷酶(例如，美国申请号60/832，511中公开的融合蛋白)以及纤维素降解酶(例如，源自瑞氏木霉的)。在一些实施方式中，细胞壁修饰酶是商业上可得的产品，例如可从Danisco的分支机构Genencor (UQ获得的GC220或者可从 Novozymes A/S，丹麦，获得的CELLUCLAST 1. 5L 或 CELLUZYME 。内切葡聚糖酶(EC No. 3. 2. 1. 4)催化下列的内切水解纤维素、纤维素衍生物(例如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素)、地衣多糖中的1，4-β-D-糖苷连接，混合的β _1，3葡聚糖(例如谷物β-D-葡聚糖)或木聚葡糖中的β_1，4键，以及含有纤维素部分的其它植物材料。经认可的名称是内切-1，4-β-D-葡聚糖4-葡聚糖水解酶，但是在本说明书中使用的是简称内切葡聚糖酶。内切葡聚糖酶活性可以根据(ihoSe，1987，Pure and App 1. Chem. 59 257-268的方法利用羧甲基纤维素(CMC)水解来确定。在一些实施方式中，内切葡聚糖酶可以源自木霉属菌株，例如瑞氏木霉菌株; 腐质霉属菌株，例如特异腐质霉菌株；或者金孢子菌属(Chrysosporium)菌株，优选 Chrysosporium Iucknowense 菌株。术语〃纤维二糖水解酶〃指1，4- β -D-葡聚糖纤维二糖水解酶(Ε. C. 3. 2. 1. 91)， 其催化纤维素、纤维素寡糖、或任何含有β _1，4连接的葡萄糖的聚合物中l，4-i3-D-葡萄糖苷连接的水解，从链的还原或非还原末端释放纤维二糖。上文中提及的纤维二糖水解酶的实例包括来自瑞氏木霉、特异腐质霉的CBH I和 CBH II ；和来自太瑞斯梭孢壳霉纤维二糖水解酶(CELL6A)的CBH II。纤维二糖水解酶活性可根据Lever等人.，1972，Anal. Biochem. 47 :273-279和 van Tilbeurgh 等人，1982，FEBS Letters 149 :152-156 ；van Tilbeurgh 禾口 Claeyssens，1985， FEBS Letters 187 :283-288描述的方法确定。Lever等人的方法适于评估玉米秸秆中纤维素的水解，而van Tilbeurgh等人的方法适于在荧光二糖衍生物上确定纤维二糖水解酶活性。术语〃 β -葡糖苷酶〃指β -D-葡萄糖苷葡萄糖水解酶(Ε. C. 3. 2. 1. 21)，其催化末端非还原性β-D-葡萄糖残基的水解，伴随β-D-葡萄糖的释放。为了本发明的目的， β-葡糖苷酶活性是根据由Venturi等人，2002，J.Basic Microbiol. 42 :55-66所描述的基本方法而确定的，除了如本申请中所述采用了不同的条件。一个单位的葡糖苷酶活性被定义为在500°C、pH 5，从IOOmM柠檬酸钠，0. 01%TWEEN 20中、作为底物的4mM对硝基苯-β -D-吡喃葡萄糖苷产生1. 0 μ mole的对硝基苯/分钟。在一些实施方式中葡糖苷酶是真菌来源的，例如木霉属，曲霉属或青霉属菌株。在一些实施方式中β-葡糖苷酶源自瑞氏木霉，例如由bgll基因编码的β-葡糖苷酶 (参见EP 562003)。在另一个实施方式中，β-葡糖苷酶源自米曲霉(Aspergillus oryzae) (根据W002/095014，在米曲霉中重组产生的)，烟曲霉(Aspergillus fumigatus)(根据WO 02/095014的实施例22在米曲霉中重组产生的)或者黑曲霉(Aspergillus niger) (1981， J. App 1. 3 :157-163)。术语“半纤维素降解酶”或“半纤维素酶”，如在本申请中所使用的，指可降解半纤维素的酶。可使用任何适合用于水解半纤维素(优选水解为阿拉伯糖基木聚寡糖)的半纤维素酶。优选的半纤维素酶包括木聚糖酶，阿拉伯呋喃糖苷酶，乙酰木聚糖酯酶，阿魏酸酯酶， 葡萄糖醛酸梅，半乳聚糖酶，内切-半乳聚糖酶，甘露聚糖酶，内切或外切阿拉伯糖酶，外切半乳聚糖酶，果胶酶，木聚葡糖酶，或者其中两种或更多种的混合物。适合用于本发明的半纤维素酶的实例包括Grindamyl Powerbake 930 (可从DaniscoA/S，丹麦获得)或VISC0ZYM E (可从Novozymes A/S，丹麦获得)。在一个实施方式中，所述半纤维素酶是木聚糖酶。 在一个实施方式中，所述木聚糖酶是微生物来源的，例如真菌来源的(例如木霉属，节毛菌属(Meripilus)，腐质霉属，曲霉属，镰刀菌属(Fusarium))或来自细菌(例如芽孢杆菌 (Bacillus))。在一些实施方式中，所述木聚糖酶源自丝状真菌(filamentous fungus)，优选源自曲霉属菌株(例如棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus))；或者腐质霉属菌株(优选柔毛腐质霉(Humicolalanuginosa))。木聚糖酶可优选地是内切_1，4-β -木聚糖酶，更优选地是GH 10或GHll的内切-1，4-β-木聚糖酶。商业上的木聚糖酶的实例包括来自 Danisco A/S,^^^ Grindamyl H121 Grindamyl Powerbake 930g Novozymes
A/s，丹麦的 Shearzymets^p biofeed wheat 。阿拉伯呋喃糖苷酶(EC 3. 2. 1. 55)催化α -L-阿拉伯糖苷中末端非还原α -L-阿拉伯呋喃糖苷残基的水解。半乳聚糖酶(EC 3.2. 1.89)、阿拉伯半乳聚糖内切-1，4-β-半乳糖苷酶催化阿拉伯半乳聚糖中1，4-D-半乳糖苷连接的内切水解。果胶酶(EC 3. 2. 1. 15)催化果胶酸和其它聚半乳糖醛酸中1，4_ α -D-半乳糖醛酸连接的水解。木聚葡糖酶催化木聚葡糖的水解。如本申请中所使用的，术语"木聚糖酶"指能够水解木聚糖或阿拉伯糖基木聚糖的非末端β-D-吡喃木糖基-1，4-β-D-吡喃木糖基单元中β_1，4糖基键的酶。其它的名称包括l，4-i3-D-木聚糖木聚糖水解酶，1，4-β-木聚糖木聚糖水解酶，β-1，4-木聚糖木聚糖水解酶，(1-4)_β-木聚糖4-木聚糖水解酶，内切-1，4-β-木聚糖酶，内切-(1-4)-β-木聚糖酶，内切-β_1，4-木聚糖酶，内切-l，4-i3-D-木聚糖酶，内切-1， 4-木聚糖酶，木聚糖酶，β-1，4-木聚糖酶，β-木聚糖酶，β-D-木聚糖酶。木聚糖酶可源自各种生物体，包括植物，真菌(例如，曲霉属、青霉属、Disporotrichum、链孢霉属 (Neurospora)、镰刀菌属、腐质霉属、木霉属的种)或者细菌的种(例如，芽孢杆菌属、气单胞菌属(Aeromonas)、链霉菌属(Str印tomyces)、诺卡氏菌属(Nocardiopsis)、嗜热真菌属 (Thermomyces)的种)(参见，例如 W092/17573、W092/01793、W091/19782, W094/21785)。
在本发明的一个方面，本发明的方法中所使用的木聚糖酶是归类为EC 3.2. 1.8 的酶。官方的名称是内切_1，4-β-木聚糖酶。系统化名称是1，4-β-D-木聚糖木聚糖水解酶。可使用其它的名称，例如内切-(1-4)-β-木聚糖酶；(1-4)-β-木聚糖4-木聚糖水解酶；内切-1，4-木聚糖酶；木聚糖酶；β-1，4-木聚糖酶；内切-1，4-木聚糖酶；内切-β-1， 4-木聚糖酶；内切-1，4-β-D-木聚糖酶；1，4-β-木聚糖木聚糖水解酶；β-木聚糖酶； β -1，4-木聚糖木聚糖水解酶；内切-1，4- β -木聚糖酶；β -D-木聚糖酶。所催化的反应是木聚糖中1，4-β-D-木糖苷连接的内切水解。在本发明的一个方面，本发明的木聚糖酶是糖苷水解酶(GH)家族11的木聚糖酶。 术语“糖苷水解酶(GH)家族11的”是指所论及的木聚糖酶是或者可以被归类在GH家族11中。在本发明的一个方面，根据本发明所使用的木聚糖酶是具有如在本申请中所描述的“木聚糖酶测试”中所测量的木聚糖酶活性的木聚糖酶。 根据Cazy (ModO)位点，家族11糖苷水解酶可被如下表征已知的活性木聚糖酶(EC 3. 2. 1.8)机制保留催化性亲核物质/碱基Glu (实验的)催化性质子供体Glu (实验的)3D结构状态折叠β -胶冻卷族群(Clan)=GH-C如本申请中使用的，“族群C"指享有共同的三维折叠和相同的催化机构 (machinery)的家族组(参见，例如 Henrissat，B.禾口 Bairoch，A. ，(1996) Biochem. J. ，316， 695-696)。如本申请中所使用的，“家族11”指如由Henrissat和Bairoch(1993)Biochem J.，293, 781-788 (也参见 Henrissat 禾口 Davies (1997) Current Opinion in Structural Biol. 1997，& :637-644)所设立的酶家族。家族11成员的共同特征包括高的遗传同源性，约 20kDa的尺寸和双重置换(double displacement)催化机制(参见iTenkanen等人.，1992 ； Wakarchuk等人.，1994)。家族11木聚糖酶的结构包括由β _链和α -螺旋构成的两个大的β-折叠。家族11木聚糖酶包括下列黑曲霉XynA，白曲霉(AspergillusKawachii) XynC, Aspergillus tubigensis XynA,环状芽抱杆菌(Bacillus circulans)XynA, Baci 1 luspunziIus XynA,枯草芽抱杆菌 XynA, Neocalliniastix patriciarum XynA, 浅青紫链霉菌(Sti^ptomyces lividans) XynB,浅青紫链霉菌 XynC，Streptomyces therinovio laceus XynI I,褐色热单抱菌(Thermomonospora fusca) XynA,哈茨木霉 (Trichoderma harzianum)Xyn,瑞氏木霉 XynI,瑞氏木霉 XynII,绿色木霉(Trichoderma viride)Xyn0在本发明的情境中，“淀粉修饰酶”，指任何催化葡萄糖苷中的α _1，3和/或α _1， 6葡萄糖苷连接的水解的酶。包括在此术语中的是通常根据其所作用的底物而被命名的糖苷水解酶。在根据本发明的一些实施方式中，所述“淀粉修饰酶”选自乳糖酶，淀粉酶，支链淀粉酶，异淀粉酶，壳多糖酶，蔗糖酶，麦芽糖酶，神经氨酸酶，转化酶，透明质酸酶和溶菌酶。在一些实施方式中，所述淀粉修饰酶是淀粉脱支酶。在本发明的一个方面，根据本发明所使用的淀粉修饰酶是具有如本申请中所描述的“淀粉脱支活性测试”中所测量的淀粉脱支活性的酶。淀粉脱支酶包括支链淀粉酶(EC 3. 2. 1. 41)和异淀粉酶(EC3. 2. 1. 68)。它们水解支链淀粉，β-有限糊精和支链淀粉(pullulans)中的α _1，6-D-葡萄糖苷分支连接。可通过异淀粉酶不能够攻击支链淀粉以及通过对于α-有限糊精有限的作用而将异淀粉酶与支链淀粉酶(EC 3. 2. 1. 41)相区别。“淀粉酶"意指包括任何淀粉酶，例如芽孢杆菌属的种(例如地衣芽孢杆菌 (B. Iicheniformis)和枯草芽孢杆菌(B. subtilis))的葡糖淀粉酶，α -淀粉酶，β -淀粉酶和野生型α-淀粉酶。“淀粉酶"应该特别是指能够催化淀粉降解的酶。淀粉酶是裂解淀粉中α-D-(1 — 4)0-糖苷连接的水解酶。通常，α-淀粉酶(EC 3. 2. 1. 1 ； (X_D_ (1 — 4)-葡聚糖葡聚糖水解酶)被定义为以随机的方式裂解淀粉分子内的a-D-(l — 4)0-糖苷连接的内切-作用性酶。相反地，外切-作用性淀粉分解酶，例如β-淀粉酶(EC 3.2.1.2; α-D-(1 — 4)-葡聚糖麦芽糖水解酶)以及一些产物特异性淀粉酶(比如麦芽糖生成性 α -淀粉酶(EC3. 2. 1. 133))从底物的非还原末端裂解淀粉分子，β _淀粉酶、α -葡糖苷酶 (EC 3.2. 1.20 ； α-D-葡糖苷葡糖水解酶)、葡糖淀粉酶(EC3. 2. 1. 3 ； α-D-(1 — 4)-葡聚糖葡糖水解酶)、和产物特异性淀粉酶可以从淀粉产生葡萄糖。“ α-淀粉酶变体"，“α-淀粉酶变体多肽“和"变体酶“指通过置换成熟 α_淀粉酶蛋白氨基末端的氨基酸残基而经修饰的α-淀粉酶蛋白。如本申请中所使用的，“亲本酶〃、“亲本序列〃、“亲本多肽〃、“野生型α-淀粉酶蛋白〃和〃亲本多肽"应指所述α-淀粉酶变体多肽所源自的酶和多肽。亲本酶可以是野生型的酶或之前经重组工程化的α-淀粉酶。所述α-淀粉酶变体还可包括在α-淀粉酶亲本多肽的信号序列中或α-淀粉酶亲本多肽的其它位置的突变。因此，所述α-淀粉酶多肽可以是经重组工程化的酶。在本发明的一个方面，根据本发明所使用的α-淀粉酶是具有如在本申请中所描述的“ α -淀粉酶测试”中所测量的α -淀粉酶活性的α "淀粉酶。在本发明的一个方面，根据本发明所使用的淀粉酶是具有如在本申请中所描述的“ β -淀粉酶测试”中所测量的β -淀粉酶活性的β -淀粉酶。术语"支链淀粉酶"指特定种类的葡聚糖酶，其是降解支链淀粉的淀粉分解内切酶。其例如是由克雷伯杆菌(Klebsiella)属的革兰氏阴性细菌作为细胞外、细胞表面-锚定的脂蛋白而产生的。然而，革兰氏阳性细菌产生支链淀粉酶作为分泌的蛋白。I型支链淀粉酶特异性地攻击α-1，6连接，而II型支链淀粉酶还能够水解α_1，4连接。它也由一些其它的细菌和古细菌产生。在生物技术中，支链淀粉酶被用作去污剂。支链淀粉酶(EC 3.2.1.41)也已知为支链淀粉-6-葡聚糖水解酶(脱支酶)。支链淀粉被认为是由α-1， 6-葡萄糖苷键连接的麦芽三糖单元的链。支链淀粉酶将水解裂解支链淀粉(α-葡聚多糖)。术语"转葡萄糖基酶"指具有转葡糖苷酶活性的任何酶，例如转葡糖苷酶。术语"转葡糖苷酶"指将l，4-a-D-葡聚糖中的α-D-葡糖基残基转移至葡萄糖的伯羟基基团的酶，为游离的或是在l，4-a_D-葡聚糖中结合的。本申请中所描述的转葡糖苷酶具有作为EC 2. 4. 1. 24(根据IUBMB酶命名)而被描述的活性。本申请中所描述的转葡糖苷酶的系统化名称是1，4- α -D-葡聚糖1，4- α -D-葡聚糖(D_葡萄糖)6_ α -D-葡糖基转移酶。 在某些出版物中，此酶可被称作α-葡糖苷酶。如上文所述，转葡糖苷酶通常具有被定义为EC 2.4. 1.24(根据IUBMB酶命名)的活性，所述活性将某些葡聚糖中的葡糖基转移至葡萄糖的伯羟基基团。在一些实施方式中，所述酶还可具有通过剪掉糖侧链或裂解内部的键来破坏多糖主链从而降解天然树胶多糖(例如，黄原胶，和含有半乳甘露聚糖的多糖(例如瓜尔豆胶或利马豆胶)) 的活性。任何适合的转葡糖苷酶可用于本发明中(参见例如，Pazur等人，Carbohydr. Res. 1986149 :137-47 ；and Nakamura 等人，J. Biotechnol. ,53 :75-84,1997) 在一些实施方式中，本发明中所用的转葡糖苷酶是商业上可得的(例如，包括但不限于从Megazyme， Wicklow，爱尔兰或 Danisco US Inc.，Genencor 分支，Palo Alto，CA 所获得的酶)。在一些实施方式中，所述酶是在瑞氏木霉细胞中产生的黑曲霉转葡糖苷酶。在一些其它的实施方式中，所述转葡糖苷酶是野生型真菌转葡糖苷酶(例如，包括但不限于具有在NCBi的GENBANK 数据库中以如下登录号被保藏的氨基酸序列的真菌转葡糖苷酶:D45356(GID :2645159 ；黑曲霉)，BAD06006. 1 (GID :4031328 ；泡盛曲霉(Aspergillus awamori)), BAA08125. 1 {G10 \054565 ；米曲霉)，XPJ) 01 210809. 1 (GID 1 15492363 ；土曲霉(Aspergillus terreus))，ΧΡ_001271891· 1 (GID 121707620 ；棒曲霉(Aspergillus clavatus))，XPJ) 01266999. 1 (GID 1 19500484 ；费氏新萨托(Neosartorya fischeri))， XP 751811. KGID :70993928 ；烟曲霉(Aspergillus fumigatus)), XP_659621. 1(GID 67523121 ；构巢曲霉(Aspergillus nidulans))，XP_001216899. 1 (GID :115433524 ； 土曲霉)和XPJ)01258585. 1 (GID :119473371 ；费氏新萨托))，或者它们的变体，所述变体具有的氨基酸序列与野生型真菌转葡糖苷酶至少约70%相同，至少约80%相同，至少约85%相同，至少约90 %相同，至少约95 %相同，或至少约98 %相同。在本发明的一个方面，根据本发明所使用的转葡糖苷酶是具有如在本申请中所描述的“转葡糖苷酶测试”中所测量的转葡糖苷酶活性的转葡糖苷酶。根据本发明的酶活性测试细胞壁溶解测试优选地，利用下面的测试测量麸溶解性。将(0. IM)-磷酸氢二钠(0. 2M)缓冲液(pH 5. 0)中的麦麸悬浮液制备为1. 33%麸 (w/w)的浓缩液。将750 μ 1的等分试样在搅拌下从此悬浮液中转移到印pendorph管中。 将各个底物管在40°C下预加热5分钟。向其中加入250 μ 1酶溶液，使得底物的最终浓度为 1%。每次测定(0，30，60和240分钟)，由根据本发明的各个酶组合物制备三种稀释液(一式两份)，其具有增加的酶浓度(例如0，33 ;1. 0和3. 0 μ g酶/克麸)。作为空白，使用了经热变性的酶组合物溶液。通过将所述管转移到设置为95°C的培养箱中，而在给定的时间终止反应。将经热变性的样品保持在4°C直至所有的酶反应终止。当所有的酶反应均被终止时，离心Eppendorph管以获得澄清的上清液。酶溶解麸的能力被表示为还原末端基团的增加(如使用PAHBAH(Lever，1972)所测定的)。如果所使用的麸含有残留的淀粉，副活性(例如淀粉酶活性)可干扰上述测试，麸溶解测试应该只在纯化的细胞壁修饰酶(没有淀粉酶活性)上进行。备选地，可根据下面的方法测量溶解度植物材料(例如谷麸)的溶解度可如下测定通过在有或没有酶的提取缓冲液中悬浮不可溶的植物材料(通常10-25% (w/w)的麸在缓冲液中)，于40°C在搅拌下将所述悬浮液孵育受控的时间(例如30至1440分钟)。溶解后，通过离心(20分钟，25000x g， 室温)将溶解的材料与不可溶的材料分离。通过冻干部分样品或通过水分分析(水分分析仪，AND ML-50,Buch & Holm，丹麦)来测定上清液中的干物质含量。使用这一方案，所有的提取缓冲液不能均被回收，然而假定的是回收的提取缓冲液与未回收的提取缓冲液中可溶性材料的浓度是相同的，这就是为什么对于总的所使用的提取缓冲液进行了校正。测定了可溶性级分中的干物质含量之后，知道工作中所用的植物材料的量和提取缓冲液的量，可使用下面的等式来确定溶解度。溶解度=(((g干物质/ml回收的上清液)χ (ml所使用的提取缓冲液))xl00% ) / g工作中所用的植物材料木聚糖酶测试(内切-β -1,4-木聚糖酶活件)在柠檬酸(0. IM)-磷酸氢二钠(0. 2Μ)缓冲液(ρΗ 5. 0)中稀释样品，以在此测试中获得大约OD59tl = 0.7。在40°C将样品的三种不同的稀释液预孵育5分钟。在时间=5 分钟时，将1片木聚糖酶(交联的，经染色的木聚糖底物，Megazyme, Bray，爱尔兰)加入 Iml的反应体积的所述酶溶液中。在时间=15分钟时，通过加入IOml的2% TRIS/NaOH(pH 12)而终止反应。使用ΙΟΟΟμ 1的缓冲液代替酶溶液而制备空白。离心(1500x g，10分钟， 200C )反应混合物并且在590nm处测量上清液的0D。一个木聚糖酶单位(XU)被定义为以 0. 025/分钟增加OD 590的木聚糖酶活性。α-淀粉酶活性α -淀粉酶水解α _D_1，4_葡萄糖苷连接，并且其活性可作为淀粉_碘溶液由于 α 1，4-D-连接的水解而改变颜色的速率而被检测。β-淀粉酶活性β -淀粉酶活性可作为麦芽糖从淀粉溶液的非还原末端的释放而被检测。转葡糖苷酶活性转葡糖苷酶在用α -D-寡聚葡萄糖孵育时催化水解和转移反应。转葡糖苷酶活性可在用麦芽糖或麦芽糊精孵育时作为寡聚异麦芽糖(例如异麦芽糖、潘糖和异麦芽三糖) 的形成而被检测。淀粉脱支活性测试特异于淀粉中的α _D-1，6葡萄糖苷连接的酶目前包括异淀粉酶(EC 3. 2. 1. 68) 和支链淀粉酶(EC 3. 2. 1. 41)。作用于淀粉的α _D_1，6葡萄糖苷连接的酶也通过其对支链淀粉的作用而被分类并且其活性是作为对淀粉和支链淀粉的α _D-1，6葡萄糖苷连接的特异性水解而被测量的。本发明的特定实施方式如上文中所讨论的，本发明涉及用于溶解包含淀粉的谷麸的方法，所述方法包括下列步骤a)制备含有大量淀粉的颗粒谷麸的悬浮液；
b)用下列物质以任何顺序顺次(不去除任何组分)、或者同时处理悬浮液中的所述含有大量淀粉的颗粒谷麸一种或多种细胞壁修饰酶；一种或多种淀粉修饰酶；和任选地一种或多种其它的酶。在本发明的一些实施方式中，用包含下列的酶组合同时处理所述颗粒谷麸一种或多种细胞壁修饰酶；和一种或多种淀粉修饰酶；以及任选地一种或多种其它的酶。在本发明的一些实施方式中，所述其它的酶是一种或多种转葡糖苷酶。在本发明的一些实施方式中，所述其它的酶是脂肪酶，例如磷脂酶或半乳糖脂肪酶。在本发明的一些实施方式中，所述其它的酶是蛋白酶。在本发明的一些实施方式，所述方法还包括收获从步骤b)获得的可溶性级分的步骤。在本发明的一些实施方式中，所述一种或多种细胞壁修饰酶选自木聚糖酶，和纤维素酶(例如纤维二糖水解酶)，内切葡聚糖酶，和β-葡聚糖酶。在本发明的一些实施方式中，所述纤维素酶选自内切-纤维素酶，外切-纤维素酶，纤维二糖酶，氧化性纤维素酶，纤维素磷酸化酶。在本发明的一些实施方式中，所述一种或多种淀粉修饰酶选自α-淀粉酶，支链淀粉酶，异淀粉酶和β-淀粉酶。在本发明的一些实施方式中，所述一种或多种转葡糖苷酶选自酶类别EC 2. 4. 1. 24 的酶。在本发明的一些实施方式中，所述颗粒麸的平均粒径低于3000 μ m，例如低于 1000 μ m，例如低于 500 μ m。在本发明的一些实施方式中，所述谷麸是从工业研磨过程获得的并且被进一步研磨以获得低于500 μ m，例如低于400 μ m，例如低于200 μ m的平均粒径。在本发明的一些实施方式中，所述溶解的谷麸被进一步处理以使其它的酶活性失活。在本发明的一些实施方式中，基于干物质相对于干物质麸所测定的溶解度高于 20%，例如高于25%，例如高于30%，例如高于35%，例如高于40%，例如高于50%，例如在 40% -60%的范围内，例如在50% -60%的范围内。在本发明的一些实施方式中，基于干物质相对于干物质麸所测定的、从步骤b)获得的可溶性级分中阿拉伯糖基木聚寡糖(AXOS)的含量为高于20%，例如高于25%，例如高于30%，例如高于35%，例如高于40%，例如高于45%，例如高于50%.在本发明的一些实施方式中，谷麸中多于的淀粉，例如谷麸中多于2%的淀粉，例如谷麸中多于3%的淀粉，例如谷麸中多于4%的淀粉，例如谷麸中多于5%的淀粉， 例如谷麸中多于10%的淀粉，例如谷麸中多于15-50%的淀粉在从步骤b)获得的可溶性级分中被转化为异麦芽寡糖(IMO)。在本发明的一些实施方式中，基于干物质相对于干物质麸所测定的、从步骤b) 获得的可溶性级分中经修饰的脂类含量为至少约0. 05%，例如至少约1.0%，例如在 0. 05-5%的范围内。在本发明的一些实施方式中，来自谷麸的、经修饰的脂类总量的至少约2%，例如至少约10%，例如在2-80%的范围存在于从步骤b)获得的可溶性级分中。在本发明的一些实施方式中，所述方法还在步骤a)之前包括步骤i)将谷粒分级以获得胚乳、麸和胚芽；ii)分离和分配所述胚乳、麸、和胚芽以允许它们被处理；和iii)研磨所述麸。在本发明的一些实施方式中，所述谷麸选自小麦，大麦，燕麦，黑麦和黑小麦，稻， 以及玉米。在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括干燥所获得的溶解的谷麸的步骤。在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括喷雾干燥所获得的溶解的谷麸的步
马聚ο在本发明的一些实施方式中，所述方法还包括冻干所获得的溶解的谷麸的步骤。本发明还涉及根据本发明所获得的溶解的谷麸的用途。在本发明的一些实施方式中，在根据本发明的方法中所获得的溶解的谷麸作为可溶和不可溶的谷麸材料的混合物而在食品生产中被直接加入。要理解，根据本发明的方法可产生仅具有可溶性谷麸材料的分离的溶解级分，例如当可溶性级分是从可溶和不可溶的谷麸材料的混合物中被收获的时候。在一些实施方式中，所述收获的可溶性谷麸材料被用于食品的生产。在其它的备选实施方式中，含有可溶和不可溶材料的所述溶解的谷麸可不经进一步的分离或收获而被直接用于食品生产中。在本发明的一些实施方式中，所述食品选自面包，早餐谷物，意大利面食，饼干，小饼(cookies)，点心，和啤酒。本发明的溶解的谷麸可被用作食品或用在食品的制备中。在此，术语“食品”以广泛的含义被使用-并且涵盖用于人的食物及用于动物的食物(即，饲料)。在某些方面，所述食物是用于人消费的。所述食物可以是溶液或固体的形式取决于用途和/或应用模式和/或施用的模式。因此，在本发明的其它实施方式中，所收获的可溶性谷麸材料和/或含有可溶和不可溶的材料的溶解的谷麸可被用于动物饲料中。本发明的溶解的谷麸也可被用作食物成分。如本申请中所使用的，术语“食物成分”包括是营养补充物和/或纤维补充物的制剂或可作为营养补充物和/或纤维补充物而被加入功能性食物或食品中的制剂。如本申请中所使用的，术语食物成分也指可以低水平被用于广泛的各种产品中而不增加粘性的制剂，所述产品需要凝胶化、纹理化、稳定化、悬浮、成膜以及结构化、保持多汁性和改善的口感。所述食物成分可以是溶液或固体的形式-取决于用途和/或应用模式和/或施用的模式。本发明的溶解的谷麸可以是或者可以被加入至食物补充物。本发明的溶解的谷麸可以是或者可以被加入至功能性食物。如本申请中所使用的，术语“功能性食物”指不仅能够提供营养效果和/或味道的满足，还能够给消费者递送其它有益效果的食物。
因此，功能性食物是具有掺入其中的、除纯的营养效果外还赋予食物特定功能 (例如医疗或生理学的益处)的组分或成分(例如本申请中所描述的那些)的寻常食物。虽然对于功能性食物没有法律的定义，大多数在此领域中有兴趣的参与方同意它们是被市场推广为具有特定健康效果的食物。某些功能性食物是营养剂。在此，术语“营养剂”指不仅能够提供营养效果和/或味道的满足，还能够给消费者递送治疗(或其它有益)效果的食物。营养剂跨越了食物和药品之间的传统分界线。调查显示消费者最重视关于心脏疾病的功能性食物断言。预防癌症是令消费者很感兴趣的另一方面营养补给，但是有趣地，这是消费者感到他们可以施加最少的控制的领域。事实上，根据世界卫生组织所言，至少35%的癌症案例是膳食相关的。此外，涉及骨质疏松症、肠道健康和肥胖效果的断言也是可能刺激功能性食物购买和驱动市场发展的关键因素。本发明的溶解的谷麸可被用于食品的制备中，所述食品为例如一种或多种果酱、 果子酱(marmalades)、果冻、奶制品(例如牛奶或奶酪)、肉制品、禽类产品、鱼产品和烘烤
女口
广 PFt ο作为示例，本发明的溶解的谷麸可被用作下列的成分软饮料、果汁、或包含乳清蛋白的饮品、健康茶、可可饮料、牛奶饮料和乳酸菌饮料、酸奶以及饮用酸奶、奶酪、冰激凌、 水冰和甜点、甜食、饼干蛋糕和蛋糕混合配料、零食、早餐谷物、方便面和杯面、速溶汤和杯装汤、均衡的食物和饮料、甜味剂、质地改善的零食棒、纤维棒、烘烤稳定的水果馅料、保健釉、巧克力烘烤馅料、奶酪蛋糕风味的馅料、水果风味的蛋糕馅料、蛋糕和油炸圈糖衣、热稳定的烘烤馅料、即时烘烤填料膏、饼干的馅料、即用型烘烤馅料、卡路里降低的馅料、成人营养饮料、酸化的豆/果汁饮料、无菌的/杀菌巧克力饮料、棒混合料(bar mixes)、饮料粉、加钙的豆奶/原味和巧克力奶、加钙的咖啡饮料。根据本发明的溶解的谷麸还可被用作食品中的成分，例如美国奶酪酱，用于奶酪粉和奶酪碎的抗结块试剂，薯片蘸料，奶油奶酪，无脂肪酸奶油干混合搅打浇料(topping)， 冷冻/融化的动物性鲜奶油(dairy whipping cream)，冷冻/融化的稳定搅打的tipping， 低脂和清淡的天然切达(Cheddar)奶酪，低脂瑞士型酸奶，充气的冷冻甜点，和新型棒 (novelty bars)，硬包装冰激凌，友好标识的、经济和享受上改善的硬包装冰激凌，低脂冰激凌软供应的，烧烤酱，奶酪蘸酱，白干酪调味品，干混合的Alfredo酱，混合奶酪酱，干混合番茄酱及其它。对于某些方面，所述食物是饮料。对于某些方面，所述食物是烘烤产品，例如面包，丹麦糕点，饼干或小饼。在一些实施方式中，麸的溶解度是作为可溶性级分中的干物质含量(％ )相对于所使用的麸而被测量的，如在实施例1中所描述的“可溶性级分中的干物质含量(％ )测试” 中所测量的。在一些实施方式中，如在“可溶性级分中的干物质含量(％ )测试”中所测量的麸溶解度高于20%，例如高于25%，例如高于30%，例如高于35%，例如高于35%，例如高于 40%，例如高于50%，例如在40% -60%的范围内，例如在50% -60%的范围内。实施例实施例1商业麦麸的实验室规模的溶解Mj使用的是获得自商业磨坊的麦麸级分。所述级分由精细麸级分和粗制麸级分组成。在使用之前，所述粗制麸级分被研磨以获得更小的粒径，这将增加麸的比表面积，最终增加麸的酶促溶解的效率。研磨是在Retch磨粉机上进行的，以获得500 μ m的平均粒径。 然而，应注意到关于溶解度，较小的粒径可能是优选的。Sl 表1.用于麦麸溶解的酶
酶活性
木聚糖酶纤维素酶/葡聚糖酶淀粉酶支链淀粉酶 β -淀粉酶转葡糖苷酶方案表2.用于麸溶解的方案在具有密闭盖的容器/反应器中将麦麸悬浮于50mM的NaPi (pH5) (20% w/w)中在搅拌下将所述麸悬浮液加热至100°C，并煮沸2分钟在搅拌下(带有密闭盖)将样品置于50°C并使其关于温度平衡加入酶并在50°C下使反应继续进行M小时(温度和时间可被进一步优化)将上清液与残留的固体分离将上清液煮沸以使其它的酶活性失活冷却样品并储存以避免污染将沉淀冷冻干燥分析上清液分析就以下方面对可溶性麸级分(上清液)进行分析可溶性级分中的干物质含量(％ )测试将所获得的可溶性麸的定量样品冻干。冻干后，再次对样品大小进行定量并计算干物质的量。作为空白，缓冲剂被包括在此分析中。试验表3.所进行的试验引起对麦麸的不同处理
细菌木聚糖酶，DIDK 0218 (BS4 #158)
Genencor GC220 JWS#050808 Genencor Spezyme Fred (4016101001) Genencor Optimax L-1000 (401-05349-002) Genencor Optimalt BBA (EDS 221) Genencor TGL-500 (1600675782)
试验
缓冲剂
-聚糖酶GC220
g酶样品/IOg欽
支链淀粉酶β
卜酶
—葡糖苷酶
10
30
28. 81579 1. 184211OOOOO
29. 5O 0. 5OOOO
4 10 28. 31579 1. 184211 0. 5000O
29. 58O O 0. 40. 010. 010. 05
6 10 27. 89579 1. 184211 0. 5 0. 40. 010. 010. 05结果麸溶解度由于麸级分中细胞壁组分公知的保水能力，在这些实验中没有获得提取缓冲液的有效回收。然而，如果开发了适当的过程，有效回收是可能的。在图1中，显示了实际回收的提取缓冲液。提取回收从25至55%变化。基于所获得的可溶性级分中干物质的含量测量溶解的效率。由图2可见，单独的湿制方法就溶解了大量的麸。然而，木聚糖酶、纤维素酶/葡聚糖酶和淀粉分解复合物的结合效果显著增加了溶解。应该注意，在此实验中实际上是结合了非-淀粉水解酶(木聚糖酶、纤维素酶和葡聚糖酶)与淀粉水解酶(淀粉酶、支链淀粉酶、淀粉酶和转葡糖苷酶) 的加和效果。所述加和效果可由于下列事实而被获得可能有对于单一酶复合物获得与其底物接触的位阻作用。当组合使用非-淀粉和淀粉修饰酶时，此位阻作用或与底物的接触被优化。基于所获得的各种可溶性级分中的干物质含量和所回收的提取缓冲液的量，可能确定溶解度。麸级分的溶解度从溶解10%到25%变化。图3中显示了数据。然而，图3中的溶解度不是准确的溶解度。准确的溶解度是显著更高的。此偏差的原因是根据麸处理的提取缓冲液的低回收。然而，通过以实际使用的提取缓冲液体积对所获得的提取缓冲液进行校正，可容易地获得真正的提取度。此校正是可接受的。由于所回收的可溶物中可溶物的浓度被假定与未回收的可溶物中的浓度相同。此外，本申请中所获得的可溶物的回收是通过此方案中所使用的方法而给出的。使用不同的分离方法或使用对残留麸的重复提取可容易地获得更高的回收。当关于麸溶解的数据经过校正时，获得了图4中的结果。实施例2商业麦麸的实验室规模溶解麸通过应用500g麦麸，3300ml 50mM NaPi (pH 5. 0)和表4中所列的酶而准备了更大规模的实验。根据表2中给出的方案进行了反应。Sl 表4 大规模溶解实验中应用的酶
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酶活性酶ID 量/g
木聚糖酶细菌木聚糖酶，DIDK 0218 (BS4#158)59 纤维素酶/葡聚糖酶 Genencor GC220 JWS#0508082.5
淀粉酶 Genencor Optimax L-1000(401-05349-002) 0.5
支链淀粉酶 Genencor Optiinax L-1000 (401=05349=002) 0.5
β -淀粉酶Genencor Optimalt BBA (EDS 221)0. 5分析AX 含量就溶解的AX分析可溶物(上清液)样品。根据Rouau和Surget (1994)进行分析。AX 丽/AM)S 分析由LC_MS测定了 AX的分子量。淀粉含量在如下总水解淀粉后，通过葡萄糖测定来分析麸和溶解的麸中的淀粉含量在 95°C用热稳定的α淀粉酶反应90分钟、随后加入支链淀粉酶和葡糖淀粉酶于50°C反应45 小时。IMO 含量利用HPLC-阴离子交换色谱来测定所获得的可溶性级分中的IMO浓度。结果麸溶解度当相对于此实验中所使用的提取缓冲液的准确体积进行校正时，我们获得了的溶解度，这与在之前的实验中所获得的相当。AX 含量麸级分中的AX量被测定为19mg/ml上清液。考虑到提取体积，溶解的麸中可溶性 AX的总量为62. 7g。根据文献中关于麦麸中AX含量的数据，我们获得了总AX大约53%的溶解。数据被总结在表5中。表5.用于工作的麸，g。所使用的提取缓冲液和体积，ml。溶解的麸中的AX浓度， mg/ml。对于提取体积校正过的总AX，g。相对于麸的提取的AX，％。关于麦麸中AX含量的文献数据和最后，麸的提取度，％。
权利要求
1.用于溶解包含淀粉的谷麸的方法，所述方法包括步骤a)制备含有大量淀粉的颗粒谷麸的悬浮液；b)用下列物质以任何顺序顺次而不去除任何组分、或者同时处理悬浮液中的所述含有大量淀粉的颗粒谷麸一种或多种细胞壁修饰酶；一种或多种淀粉修饰酶；和任选地一种或多种其它的酶。
2.根据权利要求1的方法，其中用包含下述的酶组合同时处理所述颗粒谷麸一种或多种细胞壁修饰酶；和一种或多种淀粉修饰酶；以及任选地一种或多种其它的酶。
3.根据权利要求1或2中任一项的方法，其中所述其它的酶是一种或多种转葡萄糖基酶。
4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述其它的酶是脂肪酶，例如磷脂酶或半乳糖脂肪酶。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述其它的酶是蛋白酶。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，所述方法还包括收获从步骤b)获得的可溶性级分的步骤。
7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述一种或多种细胞壁修饰酶选自木聚糖酶，和纤维素酶，例如纤维二糖水解酶，内切葡聚糖酶，和β -葡聚糖酶。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中所述纤维素酶选自内切-纤维素酶，外切-纤维素酶，纤维二糖酶，氧化性纤维素酶，纤维素磷酸化酶。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其中所述一种或多种淀粉修饰酶选自α-淀粉酶，支链淀粉酶，异淀粉酶和淀粉酶。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其中所述一种或多种转葡萄糖基酶选自酶类别 EC 3. 2. 1. 20 的酶。
11.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中所述颗粒麸的平均粒径低于3000μ m，例如低于1000 μ m,例如低于500 μ m。
12.根据权利要求1-11中任一项的方法，其中所述谷麸是由工业研磨方法获得的并且被进一步研磨以获得低于500 μ m，例如低于400 μ m，例如低于200 μ m的平均粒径。
13.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中溶解的谷麸被进一步处理以使其它的酶活性失活。
14.根据权利要求1-13中任一项的方法，其中基于干物质相对于干物质麸所测定的溶解度高于20%，例如高于25%，例如高于30%，例如高于35%，例如高于40%，例如高于 50%，例如在40% -60%的范围内，例如在50% -60%的范围内。
15.根据权利要求1-14中任一项的方法，其中基于干物质相对于干物质麸所测定的、 从步骤b)获得的可溶性级分中阿拉伯糖基木聚寡糖(AXOS)的含量为高于20%，例如高于 30%，例如高于40%，例如高于45%，例如高于50%。
16.根据权利要求1-15中任一项的方法，其中谷麸中多于的淀粉，例如谷麸中多于 2%的淀粉，例如谷麸中多于3%的淀粉，例如谷麸中多于4%的淀粉，例如谷麸中多于5% 的淀粉，例如谷麸中多于10%的淀粉，例如谷麸中多于15-50%的淀粉在从步骤b)获得的可溶性级分中被转化为异麦芽寡糖(IMO)。
17.根据权利要求1-16中任一项的方法，其中基于干物质相对于干物质麸所测定的、从步骤b)获得的可溶性级分中经修饰的脂类含量为至少约0.05%，例如至少约1.0%，例如在0. 05-5%的范围内。
18.根据权利要求1-17中任一项的方法，其中所述方法还在步骤a)之前包括步骤i) 将谷粒分级以获得胚乳、麸和胚芽；ii)分离和分配所述胚乳、麸、和胚芽以允许它们被处理；以及iii)研磨所述麸。
19.根据权利要求1-18中任一项的方法，其中所述谷麸选自小麦，大麦，燕麦，黑麦和黑小麦，稻，以及玉米。
20.根据权利要求1-19中任一项的方法，其中所述方法还包括干燥所获得的溶解的谷麸的步骤。
21.根据权利要求1-20中任一项的方法，其中所述方法还包括喷雾干燥所获得的溶解的谷麸的步骤。
22.根据权利要求1-21中任一项的方法，其中所述方法还包括冻干所获得的溶解的谷麸的步骤。
23.由根据权利要求1-22中任一项的方法所产生的溶解的谷麸。
24.根据权利要求23的溶解的谷麸用于食品生产的用途。
25.根据权利要求M的用途，其中在根据权利要求1-5，7-22中任一项的方法中所获得的溶解的谷麸作为可溶和不可溶的谷麸材料的混合物而在食品生产中被直接加入。
26.根据权利要求对或25中任一项的用途，其中所述食品选自面包、早餐谷物、意大利面食、饼干、小饼、点心和啤酒。
27.由根据权利要求对-26中任一项的用途所获得的食品。
28.包含下列的部分的试剂盒a)包含下列的酶组合一种或多种细胞壁修饰酶；一种或多种淀粉修饰酶，和任选地一种或多种其它的酶；b)用于在根据权利要求1-22中任一项的方法中使用的说明书；和c)任选地用于食品的其它成分。
全文摘要
本发明涉及溶解谷麸用于制备包含谷麸的可溶性级分的组合物，以及包含溶解的谷麸的这些组合物用于制备食品例如面包的用途。
文档编号A21D8/04GK102316751SQ201080007655
公开日2012年1月11日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月16日
发明者C·H·波尔森, J·F·索任森, K·M·克劳, R·米科尔森 申请人:丹尼斯科公司