用于涉及酶的生物质之生物转化的垂直活塞流工艺的制作方法

本发明涉及用于产生底物的有价值固体转化产物的固体底物生物转化方法，其中所述生物转化在立式非搅拌式罐中通过连续活塞流(plugflow)工艺通过使用一种或更多种合适的酶制剂进行，其中运输由重力介导。
背景技术：
：需要主要可用作食品或饲料或用作食品或饲料中成分的生物产品。这样的产品中的基本成分是蛋白质、脂肪和碳水化合物。对于这样的产品合适的生物质是油料作物(oilbearingcrop)，例如油籽、谷类和豆科作物(legumes)。基于干物质，谷类具有高至15％的蛋白质含量(例如在小麦中)，并且豆科作物具有高至40％的蛋白质含量(例如在大豆中)。大豆主要是一种工业作物，为了油和蛋白质而种植。大豆的籽的含油量相对较低，但大豆仍然是食用油的大的单一来源。蛋白质的营养质量(通过其作为必需氨基酸组成的化学评分来衡量)和蛋白质产品的适口性出于营养目的而是饲料和食品以及营养补充剂中重要且必不可少的参数。蛋白质产品在药品和化妆品中的应用有时可能还要求高适口性和/或特定的功能特性。特别涉及包含碳水化合物和蛋白质性物质来自豆科作物的豆类(pulse)和果实以及籽作为生物产品(特别是蛋白质产品)来源的一个普遍问题是难消化的寡糖(例如水苏糖和棉子糖)的含量，这些寡糖当在结肠中发酵时引起气胀和腹泻。例如，在不含水分的基础上测量的大豆的大约平均化学组成为40％蛋白质；20％脂肪，主要是甘油三酯和一些磷脂；35％碳水化合物，其为可溶性寡糖(蔗糖、棉子糖(raffinose)、水苏糖(stachyose)、毛蕊花糖(verbascose))和不溶性纤维的形式；以及5％灰分，其含有矿物质，特别是钾、钙和镁。来自豆类、籽、谷类和禾本科植物(grasses)的一些蛋白质，包括大豆蛋白质，例如胰蛋白酶抑制剂、变应原和凝集素，被称为抗营养因子。它们发挥特定的生理作用。胰蛋白酶抑制剂通过使胰蛋白酶失活而损害蛋白质消化，并且被认为对大豆的营养价值有害且被认为导致有损鸡的生长。β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)是诱导肠发炎和功能障碍的大豆变应原。本发明的一个目的是提供用于在存在一种或更多种合适酶下进行的垂直活塞流生物转化工艺中产生生物质底物的转化产物的方法。另一个目的是提供可以在大型且简单的反应器设计中进行并且因此以低成本进行的方法。另一个目的是提供用于生物质(特别是大豆或油菜籽或其混合物)的生物转化以产生具有例如以下的期望特性的生物产品的有效方法：高蛋白质含量、和/或经修饰的糖谱、和/或提高的营养价值、和/或降低的抗营养因子、和/或改善的适口性、和/或增强的感官特性、和/或改善的功能特性。本发明的最终目的是提供用于产生包含量大大降低的难消化碳水化合物和/或抗营养因子的生物产品的改进的方法。这些目的均通过本发明的方法实现。发明概述因此，在本发明的一个方面中，其涉及用于产生底物之固体转化产物的方法，所述方法包括以下步骤：·制备生物质底物，其包含来源于大豆、油菜籽、或其混合物的碳水化合物和蛋白质性物质，任选地还与来源于蚕豆、豌豆、向日葵籽、羽扇豆、谷类和/或禾本科植物的碳水化合物和蛋白质性物质混合；·将所述底物与酶制剂或酶制剂之组合混合，并添加水，其量提供含水量为按重量计30％至70％的初始孵育混合物和所得混合物中0.60至1.45的湿堆密度(wetbulkdensity)与干堆密度(drybulkdensity)比值；·将所述初始孵育混合物在20℃至70℃的温度下孵育0.15至240小时，并从已孵育的混合物中回收湿固体转化产物；所述方法还包括：孵育步骤在立式非搅拌式孵育罐中按照连续活塞流工艺进行，所述孵育罐具有用于所述混合物和添加剂的入口装置和用于所述固体转化产物的出口装置。用于生物质处理的本发明方法利用重力以在生物转化期间运输/移动生物质。尽管利用重力用于运输通常是简单的，但是其对于特定目的(例如在本发明的活塞流工艺的情况下)需要仔细选择反应条件。通常来说，当含水量提高时，由于空隙体积减小，孵育混合物趋于压实，从而不利地影响运输行为。当达到一定的含水量时，混合物压实到使通过重力的运输停止的程度。物质将黏在反应器的壁上，并且破坏均匀的活塞流，导致生物质的保留时间不均匀。根据本发明的针对与孵育混合物的通过重力的运输相关的问题的解决方案是利用如权利要求书中限定的罐用于孵育，其中物质的流动可以保持高速且均匀，使得实现并维持活塞流条件。流速由入口和出口装置以及通过罐的尺寸(宽高比)进行调节。此外，根据本发明的解决方案必须确保孵育混合物中含水量的平衡，以使得颗粒表面上的水活度足以用于反应过程。这是通过使底物的湿堆密度与干堆密度比值保持低且在如权利要求1中限定的一定限度内来实现的。更具体地，本发明人已经发现，可通过使用含水量为按重量计30％至70％并且湿堆密度与干堆密度比值为0.60至1.45的初始孵育混合物来实现必要的均匀处理。结合本发明的用于活塞流工艺的垂直设计，可确保均匀的活塞流并且确保用于孵育混合物的处理时间相同。此外，本发明的方法在不进行搅拌的情况下进行。如果含水量超过按重量计约70％，则生物质不能持有水，并且孵育混合物变成具有水相和固相的浆料。这两个相不会以相同的流速流动，因此无法获得均匀的活塞流，并且孵育混合物可能会黏在孵育器的壁上。含水量大于约70％将导致湿堆密度与干堆密度比值超过1.45，1.45是根据本发明的上限。由于垂直设计在单生产线中的能力更大，其投入比水平设计更低。由于机械运动较少，垂直设计的维护费用也较低。使用非搅拌式罐进一步有助于降低操作成本。如果生物质底物在其与酶制剂或酶制剂之组合混合之前已经进行了预处理，本发明的方法特别有效，因为该预处理改善了酶对待转化的生物质中组分的获得。预处理通常通过化学或物理预处理进行，例如通过碎裂(disintegration)、研磨、成片(flaking)、热处理、加压处理、超声处理、水热处理或者酸或碱处理进行。本发明的方法提供了底物之固体转化产物，其是来源于所述生物质的蛋白质性物质和/或碳水化合物的转化产物。这样的固体转化产物可用于例如加工的食品中或用作食品或饲料产品中的成分或用作化妆品或药品或营养补充剂的成分。底物的固相转化可例如包括在含有按重量计1％至99％固体转化产物的食品、饲料、化妆品或药品或营养补充剂中。定义在本发明的上下文中，除非在说明书的其他地方定义，否则以下术语意在包括以下内容。术语“约”、“大约”、“近似”或“～”意在表示例如在本领域中通常遇见的测量不确定性，其可以是大约例如+/-1％、2％、5％、10％、20％或甚至50％。术语“包含/包括”应解释为指明存在所述部分、步骤、特征、组合物、化学品或组分，但不排除存在一个或更多个另外的部分、步骤、特征、组合物、化学品或组分。例如，包含化合物的组合物可因此包含另外的化合物等。活塞流工艺：在这种类型的连续工艺中，反应混合物流过例如限制返混的管式或多面体反应器。该流动是层流，其中反应混合物的组成沿反应器的轴向而变化；或是均匀的质量流。生物质：包含通过光合作用产生的生物物质，并且可用作工业生产中的原料。在本文中，生物质是指以下形式的植物物质：籽、谷类、豆类、禾本科植物，例如豆和豌豆，等等，及其混合物，特别是豆科作物的果实和籽。此外，包含豆类的生物质由于蛋白质含量和组成而特别适用。生物质底物可通过预处理例如化学或物理预处理崩裂，例如通过碎裂、研磨、成片、热处理、加压处理、超声处理、水热处理或者酸或碱处理进行。生物转化是在底物上孵育酶以用于特定目的的过程，例如在蛋白质上孵育蛋白酶以产生肽或单个氨基酸。底物之固体转化产物：在本文中，底物之固体转化产物是指由将选择的生物质与酶制剂或酶制剂之组合以及任选地加工助剂一起孵育而得到的产物，所述酶制剂或酶制剂之组合可将底物物质转化为期望的产物。堆密度：堆密度是对于具有粉末、颗粒等形式的生物质的物理行为重要的参数。该参数被定义为重量/体积，并且可以以例如g/ml进行测量。堆密度不是固有特性，而是可根据处理而变化，并且可用作结构变化的指标。物质的密度是通过将固定体积的物质放入量杯中并确定重量或通过确定所测体积的物质的重量来确定的。通过该测试，可以确定以下特征：堆密度(也称为倾注密度)＝质量/未振实干体积(g/ml或kg/m3)；湿堆密度(也称为总密度)＝总质量(ms+m1)与其总体积比值；ms＝固体的质量并且m1＝液体的质量。因此，在本发明的上下文中，“干堆密度”是在不添加水的情况下测得的生物质的堆密度，即，堆密度/倾注密度。“湿堆密度”是在添加一定量的水之后测得的堆密度。通常来说，堆密度根据国际标准iso697和iso60确定，但由于物质的性质，这在本文中不适用。实施例中描述了所使用的独特方法。寡糖和多糖：寡糖是含有至少两个组分单体糖的糖聚合物。多糖是含有许多组分单体糖的糖聚合物，也称为复合碳水化合物。一些实例包括贮藏多糖(例如淀粉)和结构多糖(例如纤维素)。碳水化合物：包含单糖、二糖、寡糖和多糖。蛋白质性物质：包含具有大量由以一条或更多条链布置的氨基酸构成的蛋白质的有机化合物。在链长为至多约50个氨基酸时，该化合物被称为肽；在更高分子量下，该有机化合物被称为多肽或蛋白质。脂肪：包含脂肪酸与甘油的酯。一分子甘油可与一个、两个和三个脂肪酸分子酯化，分别产生甘油单酯、甘油二酯或甘油三酯。通常来说，脂肪由主要甘油三酯和少量卵磷脂、甾醇等组成。如果脂肪在室温下是液体，其通常被称为油。关于本文中的油、脂肪和相关产品，参考“physicalandchemicalcharacteristicsofoils，fatsandwaxes”，aocs，1996，以及“lipidglossary2”，f.d.gunstone，theoilypress，2004。甘油酯：包含甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯。酶：酶是能够用作催化剂的一大类蛋白质物质。通常来说，并且根据酶命名委员会建议，酶分为六类。在本发明的上下文中的典型实例可包括但不限于：蛋白酶、肽酶、植酸酶、碳水化合物酶、脂肪酶、淀粉酶、葡糖苷酶、淀粉葡糖苷酶、半乳糖苷酶、脱羧酶、葡聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、磷脂酶、转移酶和氧化还原酶。加工助剂：1.植物组分和有机加工剂本文中重要的一些功能特性是：抗氧化、抗菌作用、润湿特性和酶活性的刺激。虽然基于植物的组分的列表十分庞大，但最重要的为以下物质：迷迭香、百里香、牛至、类黄酮、酚酸类、皂苷类和来自忽布(hop)的α-和β-酸(例如α-蛇麻酸(lupulicacid))，其用于调节可溶性碳水化合物。此外，用于调节ph值、防腐和螯合特性的有机酸例如山梨酸、丙酸、乳酸、柠檬酸和抗坏血酸、及其盐是这组加工助剂的一部分。2.无机加工剂包含在处理期间可以保护免遭细菌攻击的无机组合物，例如亚硫酸氢钠等；最终产品中的抗结块剂和流动改进剂，例如硅酸铝钾，等。包含无机酸，例如盐酸或硫酸。经加工食品：包含乳制品、经加工肉制品、糖果、甜点、冰淇淋甜点、罐装产品、冻干食品、调味品(dressing)、汤、方便食品、面包、蛋糕等。经加工饲料产品：包含用于动物例如仔猪、小牛、家禽、毛皮动物、绵羊、猫、狗、鱼和甲壳动物的即用型饲料，等等。药品：包含通常为片剂形式或颗粒形式的产品，其含有一种或更多种旨在用于治愈和/或缓解疾病或病症之症状的生物活性成分。药品还包含可药用的赋形剂和/或载体。本文中公开的固体生物产品非常适于用作片剂或颗粒剂中的可药用成分。化妆品：包含旨在用于个人卫生以及改善外表的产品，例如护理剂和浴用制品。附图简述图1示出了：在泳道1中：标志物；泳道2：来自实施例2的经蛋白酶处理的样品；泳道3：实施例2和3二者的参考样品；泳道4：来自实施例3的经蛋白酶处理的样品。图2示出了可溶性糖和寡糖的组成。泳道1：经碳水化合物酶处理的样品；泳道2：参考物(大豆粕)。图3示出了薄层色谱，其示出了可溶性糖和寡糖。泳道1：经碳水化合物酶处理的产物；泳道2：参考物。发明详述在本发明方法的第一实施方案中，生物质的按重量计至少20％，例如按重量计至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％包含来源于任选脱脂的大豆的蛋白质性物质。大豆也可以是去壳的。在本发明方法的第二实施方案中，生物质的按重量计至少20％，例如按重量计至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％包含来源于任选脱脂的油菜籽的蛋白质性物质。在本发明方法的第三实施方案中，生物质包含按重量计5％至95％的量的来源于脱脂大豆片(soyaflake)的蛋白质性物质，其与按重量计95％至5％的量的来源于任选脱脂的油菜籽的蛋白质性物质混合，任选地还与补足按重量计100％的蛋白质性物质的总量的量的来源于蚕豆、豌豆、向日葵籽和/或谷类的蛋白质性物质混合。在本发明的任一实施方案中，包含蛋白质性物质的生物质可还包含寡糖和/或多糖和/或还包含油和脂肪，其例如来自油料植物籽。在本发明的任一实施方案中，底物之固体转化产物可以是来源于所述生物质的蛋白质性物质和/或碳水化合物的转化产物，例如以下的转化产物：豆类，例如大豆、豌豆、羽扇豆，向日葵，和/或谷类，例如小麦或玉米，或油料植物籽，例如油菜籽。在本发明的任一实施方案中，底物或者与酶制剂或酶制剂之组合和水混合之后的底物可不包含任何活面包酵母(baker’syeast)，和/或其可不包含选自以下的任何活酵母：酿酒酵母(saccharomycescerevisiae)菌株，包括废啤酒酵母(brewer’syeast)和废酿酒酵母(distiller’syeast)和面包酵母、以及来自酒生产的废酵母，或者不包含任何活酵母；和/或特别地，当酶是α-半乳糖苷酶时，其可不包含面包酵母。在本发明的任一实施方案中，底物之固体转化产物可以是来源于所述生物质的蛋白质性物质和/或碳水化合物的转化产物。在本发明的任一实施方案中，酶制剂或酶制剂的混合物包含选自以下的一种或更多种酶：蛋白酶；肽酶；植酸酶；碳水化合物酶，例如α-半乳糖苷酶、淀粉酶、淀粉葡糖苷酶、纤维素酶、果胶酶，和半纤维素酶，例如木聚糖酶、甘露聚糖酶或葡聚糖酶；以及脂肪酶；以及氧化还原酶。在本发明的任一实施方案中，所述生物质底物与所述酶制剂或所述酶制剂之组合的干物质比可为2∶1至100,000,000∶1，例如1,000∶1、10,000∶1、50,000∶1、100,000∶1、500,000∶1、1,000,000∶1、5,000,000∶1、10,000,000∶1、50,000,000∶1或100,000,000∶1。技术人员将理解，该比值可根据例如工艺条件、酶活性和所期望产物的参数来选择，并且技术人员能够根据这些参数对该比值进行优化。在本发明的任一实施方案中，可向底物添加水，其量提供底物中约0.60至1.45，例如约0.65至约1.40，例如0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30或1.35的湿堆密度与干堆密度比值。在本发明的任一实施方案中，生物质的按重量计至少40％，例如按重量计至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％可以包含来源于任选脱脂的油菜籽的蛋白质性物质，其中可向底物添加水，其量提供约0.65至约1.10，例如0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.00或1.05的湿堆密度与干堆密度比值。在本发明的任一实施方案中，可以在孵育之前或期间将选自酶、植物组分以及有机和无机加工剂的一种或更多种加工助剂添加到底物中。在本发明的任一实施方案中，可向生物质底物和/或向初始孵育混合物添加α-半乳糖苷酶制剂，其量为0.05至50个α-半乳糖苷酶单位/g生物质底物干物质，例如0.5至25个α-半乳糖苷酶单位/g生物质底物干物质，例如1至10、2至8、3至6、或4至5个α-半乳糖苷酶单位/g生物质底物干物质。在本发明的任一实施方案中，所述孵育罐的填充度可以保持恒定。这将导致均匀的流动。在本发明的任一实施方案中，孵育可以在无氧条件下进行。在本发明的任一实施方案中，孵育混合物中的含水量可为按重量计35％至70％，例如按重量计40％、45％、50％、55％、60％或65％。因此，初始混合物中的含水量不超过按重量计70％，并且其可为例如40％至65％、45％至60％、48％至52％、或50％至55％，例如49％、50％、51％、52％、53％或54％。在本发明的任一实施方案中，可将混合物在20℃至70℃下孵育1至240小时。技术人员将知晓如何根据其他反应条件例如酶选择来优化反应时间和反应温度。因此，温度可为例如20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至55℃、35℃至50℃、或40℃至45℃；并且在在此提到的各个和每个温度区间下，反应时间可选择为例如1至180小时，例如2至150小时、3至120小时、5至90小时、8至72小时、或12至48小时。在本发明的任一实施方案中，底物之固体转化产物可进行干燥，任选地随后进行研磨。在本发明的任一实施方案中，可将底物混合物在足以使酶、任何抗营养因子和任何加工助剂失活的时间和温度下孵育，以及如果部分或全部使用了的话，以及如果期望的话。在本发明的任一实施方案中，立式非搅拌式孵育罐可以是封闭的。在本发明的任一实施方案中，非搅拌式孵育罐可以是立式的椭圆柱(oblongcylindrical)或多面体型的。使用这种类型的优点在于其节省空间并且因为其是非搅拌式的，避免了混合设备的操作成本和维护成本。在本发明的任一实施方案中，所述非搅拌式孵育罐的上部面积可小于下部面积，即该罐为锥形的。这样的优点是提高了滑移效应，使得可以使用流动性降低的生物质。在本发明的任一实施方案中，非搅拌式孵育罐可以具有绝缘垫或热蜂窝夹套以及控制孵育罐内温度的装置。本发明的底物之固体转化产物可干燥至含水量为不大于按重量计15％、13％、10％、6％、4％或2％，并且任选地是经研磨的形式。本发明的固体产物可以是来源于所述生物质的蛋白质性物质、寡糖和/或多糖的转化产物。固体转化产物可具有含量降低的抗营养因子，例如胰蛋白酶抑制剂、抗原；产生气胀的寡糖，例如水苏糖和棉子糖；植酸；以及凝集素。本发明的固体产物可以包含按干物质的重量计至少40％的来源于大豆的蛋白质性物质。本发明的固体产物可以包含按干物质的重量计至少40％的来源于油菜籽的蛋白质性物质。本发明的固体产物可以包含基于干物质的按重量计30％至65％的量的来源于大豆、油菜籽或向日葵的植物部分或其混合物的蛋白质。本发明的固体产物可以包含总量为按重量计3％或更少，例如2％或更少、1％或更少、0.5％或更少、或0.4％或更少的棉子糖、水苏糖和毛蕊花糖。最后，本发明提供了含有按重量计1％至99％的根据本发明提供的固体转化产物的食品、饲料、化妆品或药品或营养补充剂。实施例密度比实施例1：基于多种生物质的优选底物的湿堆密度/干堆密度比值1.1方法中使用的生物质：大豆使用的大豆是脱脂的大豆粕(soyabeanmeal，sbm)。玉米使用的玉米是完整玉米，经在锤磨机上研磨，通过3.5mm筛网。小麦使用的小麦是完整小麦，经在锤磨机上研磨，通过3.5mm筛网。向日葵使用的向日葵是脱脂的向日葵籽粕(sunflowerseedmeal，ssm)。油菜籽使用的油菜籽是脱脂的油菜籽粕(rapeseedmeal，rsm)。蚕豆使用的豆是完整蚕豆。豌豆蛋白质使用的豌豆蛋白质是豌豆蛋白质浓缩物。1.2操作说明：将列于下表中的生物质和水的量混合10分钟，然后在封闭的容器中平衡50分钟。在此之后，将该物质倒入500ml的量杯中，并通过称重杯子并减去杯子的皮重确定其质量。堆密度以质量/未振实体积(kg/m3)计算。使用的干堆密度是在不添加水的情况下测量的生物质的堆密度。湿堆密度是添加水的生物质的堆密度。以湿堆密度除以干堆密度计算比值。通过干燥至恒重确定生物质的含水量。添加水之后，通过计算确定混合物中的水分。1.3结果：100％大豆和80％大豆混合物的结果列于下表中：60％和40％大豆与玉米、向日葵和油菜籽的混合物以及100％油菜籽的结果列于下表中：中试规模(pilot-scale)生物转化材料和方法：材料生物质：大豆粕(sbm)、大豆片、油菜籽粕(rsm)和向日葵籽粕(ssm)。水：普通自来水酶：蛋白酶：来自enzybel的木瓜蛋白酶；来自dsm的ronozymeproact；来自suntaqinternationalltd的酸性蛋白酶；α-半乳糖苷酶：来自bio-cat(12,500u/g)；植酸酶：来自basf的酶他富(natuphos)其他碳水化合物酶：来自novozymes的viscozymel，来自novozymes的ronozymevp实施例2：用蛋白酶对sbm和rsm(比例为50：50)进行的生物转化2.1孵育器：使用的中试孵育器是绝缘的椭圆柱不锈钢管，其具有2m3的有效工作容积以及入口和出口。此外，孵育器在入口以及出口处均配备有温度探头。2.2方法：在总体积为2.0m2的中试规模立式反应器中，施加以下连续进料量(inletamount)：250kg/小时大豆粕(sbm)、250kg/小时油菜籽粕(rsm)、967kg/小时25℃的水、0.5kg/小时蛋白酶(来自enzybel的术瓜蛋白酶)和0.5kg/小时蛋白酶(来自dsm的ronozymeproact)。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为1.10。调节出料量(outletamount)以使反应器内部的填充水平保持恒定，并且将填充水平设置为产生1.0小时的总处理时间。离开立式反应器之后，立即将产物在99℃下热处理15分钟，然后进行风干。2.3产物测试方法：通过sds-page，使用以下方法，分析经酶处理的产物及其未经处理参考物(sbm和rsm的50∶50混合物)中的可溶性肽：将5.0g产物混悬于水中，将ph调节至8.5，并用水调节至50.0g的总重量。将混悬液加热至90℃持续15分钟，然后在3000rcf下离心15分钟。将上清液与laemmli样品缓冲液+50mmdtt(laemmli，1970)混合1+5，并加热至90℃持续15分钟。将15μl每种样品上样到tgxanykd凝胶上，并按照制造商的说明运行。该凝胶用胶体考马斯染色(kangetal.，2002)。参考文献：kangd，ghoys，suhm，andkangc，bull.koreanchem.soc.，2002，vol.23，no.11，pp.1511-1512.laemmliuk，nature，1970，vol.227，pp.680-685.2.4结果：sds-page的结果示于图1的泳道2和3中。根据sds-page清楚的是，未经处理sbm/rsm混合物(泳道3)中明显蛋白质带中的大多数已经通过根据本发明使用的立式反应器中的蛋白酶处理被水解成肽(泳道2)。实施例3：用蛋白酶对sbm和rsm(比例为50∶50)进行的生物转化3.1孵育器：使用的中试孵育器是绝缘的椭圆柱不锈钢管，其具有2m3的有效工作容积以及入口和出口。此外，孵育器在入口以及出口处均配备有温度探头。3.2方法：在总体积为2.0m2的中试规模立式反应器中，施加以下连续进料量：15.6kg/小时大豆粕(sbm)、15.6kg/小时油菜籽粕(rsm)、24kg/小时40℃的水、0.03kg/小时蛋白酶(来自suntaqinternationalltd.的酸性蛋白酶)和0.88kg/小时h2so4。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为0.75。调节出料量以使反应器内部的填充水平保持恒定，并且将填充水平设置为产生16小时的总处理时间。离开立式反应器之后，立即将产物在99℃下热处理15分钟，然后进行风干。3.3产物测试方法：通过sds-page，使用以下方法，分析经酶处理的产物及其未经处理参考物(sbm和rsm的50∶50混合物)中的可溶性肽：将5.0g产物混悬于水中，将ph调节至8.5，并用水调节至50.0g的总重量。将混悬液加热至90℃持续15分钟，然后在3000rcf下离心15分钟。将上清液与laemmli样品缓冲液+50mmdtt(laemmli，1970)混合1+5，并加热至90℃持续15分钟。将15μl每种样品上样到tgxanykd凝胶上，并按照制造商的说明运行。该凝胶用胶体考马斯染色(kangetal.，2002)。参考文献：kangd，ghoys，suhm，andkangc，bull.koreanchem.soc.，2002，vol.23，no.11，pp.1511-1512.laemmliuk，nature，1970，vol.227，pp.680-685.3.4结果：sds-page的结果示于图1的泳道3和4中。根据sds-page清楚的是，未经处理的sbm/rsm混合物(泳道3)中的几乎所有明显蛋白质带已经通过立式反应器中的16小时蛋白酶处理被水解成肽(泳道4)。实施例4：用α-半乳糖苷酶对大豆片进行的生物转化该生物质包含来自豆类的多糖和蛋白质。4.1孵育器使用的孵育器是绝缘的椭圆柱不锈钢管，其内径为1.55m，并且总高度为4.75m。在上部，存在三个旋桨式水平监测器的阵列，用于将入口和分配系统调节至4.25m的水平。这使得孵育器的有效工作容积为8m3。此外，孵育器在入口以及出口处均配备有温度探头。4.2方法连续制备去壳、脱脂且脱溶剂化的大豆片、硫酸、α-半乳糖苷酶和水在60℃下的混合物，其量实现混合物中按重量计50％的干物质含量、4.7的ph和1.1kg/吨大豆的α-半乳糖苷酶浓度。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为0.73。以合适的每小时速率用孵育混合物填充孵育器。16小时之后，孵育器被填充至工作水平，并且出口装置被设置为使填充水平保持恒定的速率。在测试运行18小时之后取出约30升体积的等分试样，并在100℃下与新鲜蒸气一起孵育25分钟。随后，将生物质的湿固体转化产物快速干燥并研磨。总体孵育参数如下：孵育时间-16小时入口温度-45℃出口温度-45℃4.3结果：生物质的固体转化产物具有按重量计52.6％的总粗制蛋白质(nx6.25)含量和5.6％的含水量，其对应于55.5％的干物质中蛋白质。此外，经干燥的固体转化产物中的水苏糖和棉子糖显著降低，如表1中所示：表1大豆片产物干物质中的蛋白质56％+/-1％55.5％水苏糖+棉子糖5％至6％不存在固体转化产物是高度营养且可口的，并且因此适合作为许多食品和饲料产品或营养补充剂中的成分。此外，其可用作药品和化妆品(例如浴用制剂)中的赋形剂。实施例5：用植酸酶对大豆片进行的生物转化该生物质包含来自豆类的多糖和蛋白质。5.1孵育器使用的孵育器是绝缘的椭圆柱不锈钢管，其内径为1.55m，并且总高度为4.75m。在上部，存在三个旋桨式水平监测器的阵列，用于将入口和分配系统调节至4.25m的水平。这使得孵育器的有效工作容积为8m3。此外，孵育器在入口以及出口处均配备有温度探头。5.2方法连续制备去壳、脱脂且脱溶剂化的大豆片、耐热植酸酶和水在95℃下的混合物，其量实现混合物中按重量计46％的干物质含量和250g/吨大豆的植酸酶浓度。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为0.87。以每小时750升的速率用孵育混合物填充孵育器。12小时之后，孵育器被填充至工作水平，并且出口装置被设置为使填充水平保持恒定的速率。在测试运行14小时之后取出约30升体积的等分试样，并在100℃下与新鲜蒸气一起孵育25分钟。随后，将生物质的湿固体转化产物快速干燥并研磨。总体孵育参数如下：孵育时间-12小时入口温度-67℃出口温度-66℃5.3：结果生物质的固体转化产物具有按重量计51.0％的总粗制蛋白质(nx6.25)含量和8.0％的含水量，其对应于55.4％的干物质中蛋白质。此外，经干燥的固体转化产物中的植酸结合的磷光体(一种抗营养剂)显著降低，如表2中所示：表2大豆片产物干物质中的蛋白质55％+/-1％55.4％植酸结合的磷光体0.42％0.08％固体转化产物是高度营养且可口的，并且因此适合作为许多食品和饲料产品或营养补充剂中的成分。此外，其可用作药品和化妆品(例如浴用制剂)中的赋形剂。实施例6：用碳水化合物酶对大豆粕(sbm)进行的生物转化该生物质包含来自豆类的多糖和蛋白质。6.1孵育器孵育器是总体积为96m2的生产规模的立式反应器。6.2方法施加以下连续进料量：1800kg/小时大豆粕、2800kg/小时60℃的水、6.5kg/小时来自novozymes的viscozymel和2.8kg/小时来自biocatalysts的depol679。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为1.1。调节出料量以使反应器内部的填充水平保持恒定，并且将填充水平设置为产生16小时的总处理时间。离开立式反应器之后，立即将产物在99℃下热处理15分钟，然后进行风干。6.3产物测试方法通过薄层色谱通过以下分析可溶性糖和寡糖的组成：提取10％dm的含水混悬液浆料30分钟，然后以3,000xg离心10分钟并将上清液施加在tlc硅胶60板(merck)上。通过与已知浓度的标准品进行比较量化不同组分(chaplanandkennedy，1986)。参考文献chaplanmfandkennedyjf.carbohydrateanalysis-practicalapproach；irlpress，oxford，19866.4结果薄层色谱的结果示于图2中。明显的是，碳水化合物酶处理(泳道1)释放了一些可溶性碳水化合物，这通过与参考物(泳道2)相比薄层色谱上蔗糖和棉子糖之间的另外的斑点以及整个泳道中的总体拖尾可视化。实施例7：用碳水化合物酶对大豆粕(sbm)、油菜籽粕(rsm)和小麦进行的生物转化该生物质包含来自豆类的多糖和蛋白质。7.1孵育器该孵育器是实验室规模的塑料容器。7.2方法混合以下量：60g大豆粕、45g油菜籽粕、45g经研磨的小麦、180g水、3.0gh2so4、0.525g来自novozymes的viscozymel、0.225g来自biocatalysts的depol679、0.30g来自novozymes的ban480l和0.30g来自novozymes的amg300l，并在37℃下孵育16小时。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为0.90。孵育之后，将产物在100℃下热处理15分钟，然后风干并研磨。7.3产物测试方法使用englystetal.1994的方法，分析经酶处理的产物及其未经处理的参考物(60g大豆粕+45g油菜籽粕+45g经研磨的小麦，经研磨)中的可溶性/不溶性非淀粉多糖(non-starchpolysaccharide，nsp)。通过酚-硫酸法分析含水提取物中碳水化合物内容物的含量，并通过薄层色谱通过以下分析可溶性糖和寡糖的组成：提取10％dm的含水混悬液浆料30分钟，然后以3,000xg离心10分钟并将上清液施加在tlc硅胶60板(merck)上。通过与已知浓度的标准品进行比较量化不同组分(chaplanandkennedy，1986)。参考文献chaplanmfandkennedyjf.carbohydrateanalysis-practicalapproach；irlpress，oxford，1986englysthn，quigleyme，andhudsongj；analyst，1994，vol119，pp.1497-1509.7.4结果可溶性和不溶性nsp的结果以及可溶性碳水化合物的含量示于表3中。薄层色谱的结果示于图3中。明显的是：碳水化合物酶处理释放了一些可溶性碳水化合物，这通过薄层色谱上的拖尾可视化；并且与参考物相比，碳水化合物酶处理改变了产物中存在的可溶性碳水化合物和nsp的量。表3：经酶处理的产物及其未经处理参考物各自的可溶性/不溶性nsp的含量以及可溶性碳水化合物的含量实施例8：用碳水化合物酶对大豆粕(sbm)和向日葵进行的生物转化该生物质包含来自豆类的多糖和蛋白质。8.1孵育器孵育器是总体积为2.0m2的中试规模的立式反应器。8.2方法施加以下连续进料量：18.8kg/小时大豆粕、12.5kg/小时向日葵粕、30kg/小时40℃的水、0.03kg/小时碳水化合物酶(来自novozymes的ronozymevp)和0.88kg/小时h2so4。孵育混合物的湿堆密度/干堆密度比值为0.80。调节出料量以使反应器内部的填充水平保持恒定，并且将填充水平设置为产生16小时的总处理时间。离开立式反应器之后，立即将产物在99℃下热处理15分钟，然后进行风干。8.3产物测试方法使用englystetal.1994的方法，分析经酶处理的产物及其未经处理参考物(90g大豆粕+60g向日葵粕)中的可溶性/不溶性非淀粉多糖(nsp)。参考文献：englysthn，quigleyme，andhudsongj；analyst，1994，vol119，pp.1497-1509。8.4结果nsp分析的结果示于表4中。明显的是，该处理改变了nsp级分的量。表4：经酶处理的产物及其未经处理参考物各自的可溶性/不溶性nsp的含量以及可溶性碳水化合物的含量实施例9：大规模生物转化孵育器：使用的反应器是有效高度为7.3m且直径为4.3m的立式圆柱体。在立式反应器的顶部，进料混合物落在反应器中心附近的位置。为了均匀分配，刮刀或水平臂将入口进料混合物分配到反应器的周界上。在反应器的底部，通过使散布在反应器顶部的任何颗粒具有均匀停留时间的装置提取产物。测试均匀活塞流调节反应器的入口和出口装置以达到12小时的预期停留时间。为了提供均匀的分配时间，将惰性示踪剂物质添加到进料混合物中。实验中所用的进料混合物的天然铁含量为约143mg/kg干物质(＝偏移浓度)；因此，使用硫酸铁(feso4)作为示踪剂，其浓度为1167mgfeso4/kg进料混合物干物质，等于总铁含量为572mgfe/kg总干物质。在0小时时，将feso4添加到投料至反应器中的进料混合物中，持续60分钟的时间。每20分钟抽取样品，使其干燥并分析铁含量，发现富feso4的产物在向入口进料混合物中投料feso4之后12至13小时离开反应器，并且在开始之后12.5小时时发现355mg/kgfe的最大浓度。当前第1页12