糖化工艺的制作方法

文档序号:339110阅读:582来源:国知局

专利名称::糖化工艺的制作方法
技术领域
:本发明涉及但不限于酒精饮料例如啤酒或威士忌的制造工艺中的糖化和过滤步骤,以及可用于该工艺的糖化(mashing)和过滤步骤的组合物。
背景技术
:酿造中经常使用酶。WO97/42302中描述了在糖化中应用酶来改善醪液(mash)的过滤性和提高提取物收率。但是,糖化和过滤步骤的优化,以及改进的用于糖化和过滤步骤的酶组合物,仍然是人们所需要的。发明概述本发明提供一种可提高醪液(mash)的过滤性和/或过滤后提取物收率(extractyield)的醪液生产工艺,其包括在酶活性的存在下制备醪液并过滤醪液而得到麦芽汁,其中酶活性包括葡糖苷水解酶(glucosidehydrolase)10家族的木聚糖酶,该酶的量占总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的15%w/w。本发明进一步提供一种降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度的工艺,其包括检测至少一种木聚糖分解酶的针对不溶性小麦阿拉伯木聚糖的水解活性,选择在紧邻着分枝残基处切割而形成末端取代的寡聚木糖的木聚糖分解酶,并将所选择的木聚糖分解酶加入到含有淀粉水解物的水溶液中。本发明进一步提供一种降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度的工艺,其包括检测至少一种内切葡聚糖分解酶的针对大麦β-葡聚糖的水解活性,选择在10μg/ml纯化的酶及5mg/ml大麦β-葡聚糖,于50mM乙酸钠及0.01%TritonX-100中,pH5.5,50°C的条件下,在1小时内能将70%的大麦β-葡聚糖降解到DP6或DP<6的内切葡聚糖分解酶,并将选择到的内切葡聚糖分解酶加入含有淀粉水解物的水溶液中。本发明进一步提供一种组合物,其包含占总酶蛋白的至少15%w/w的GHlO木聚糖酶,和/或,占总酶蛋白的至少40%w/w的GH12,GH7,和/或GH5内切葡聚糖酶。本发明还涉及如下方面1.用于生产具有提高的过滤性和/或在过滤后具有改善的提取物收率的醪液的方法,其包括在酶活性的存在下制备醪液并过滤醪液得到麦芽汁,其中所述酶活性包括GH家族10的木聚糖酶,该酶的量为所述组合物的总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少15%w/w。2.上述项的方法,其中存在内切葡聚糖酶,该内切葡聚糖酶属于选自下列的GH家族:GH12,GH7禾口GH5。3.上述任一项的方法,其中所述内切葡聚糖酶活性属于GH家族GH12,GH7和/或GH5,其量为所述组合物的总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少40%w/w。4.上述任一项的方法,其中GH家族10的木聚糖酶以总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少20%,优选为25%,例如至少30%,至少35%,至少40%,至少45%,至少50%,至少60%,或甚至至少70%w/w的量存在。5.上述任一项的方法,其中GH家族12,7和/或5的内切葡聚糖酶的量以总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少45%,优选为50%,例如至少55%,至少60%,至少70%,或乃至至少80%w/w的量存在。6.上述任一项的方法,其中所述木聚糖酶是A型木聚糖酶。7.上述任一项的方法,其中所述木聚糖酶是A型木聚糖酶,其I1,^gAurtsp的比值为至少0.25,例如至少0.30,至少0.40,至少0.50,乃至至少0.60。8.上述任一项的方法,其中所述木聚糖酶具有CBM,优选为第家族1的CBM。9.上述任一项的方法,其中所述木聚糖酶是这样的木聚糖酶,在本文所描述的木聚糖酶结合测定中,该酶的大麦可溶性/不可溶性纤维结合比为至少0.50,优选为至少0.60,更优为至少0.70,例如0.80,0.90,1.00,1.10,或乃至至少1.20。10.上述任一项的方法,其中所述木聚糖酶是a)来自丝状真菌的木聚糖酶,例如来自曲霉属(Aspergillus)菌种的菌株,优选来自棘孢曲霉(Aspergillusaculeatus)(SEQIDNO:8或SEQIDNO9);来自毁丝霉属(Myceliophotora)菌种的菌株,优选来自嗜热毁丝霉(Myceliophotorathermophilia)(SEQIDNO13);来自腐质霉属(Humicola)菌种的菌株,优选来自特异腐质霉(Humicolainsolens)(SEQIDNO12);或来自木霉属(Trichoderma)菌种的菌株,优选来自里氏木霉(T.reesei)(SEQIDNO17);b)与a)中任一序列具有至少50%,例如至少60%,70%,80%或乃至至少90%的同源性的木聚糖酶。11.上述任一项的方法,其中所述木聚糖酶来自细菌,例如来自芽孢杆菌属(Bacillus)Wlifttiftife^ftIlBacillushalodurginso12.上述任一项的方法,其中所述内切葡聚糖酶是a)来自腐质霉属菌种的内切葡聚糖酶,例如来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO3);或来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO4);或来自热子囊菌属(Thermoascus)菌种,例如来自橙色热子囊菌(Thermoascusaurantiacus)的内切葡聚糖酶(SEQIDNO6);或来自曲霉属菌种,例如来自棘孢曲霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:16);或来自木霉属的菌种,例如SEQIDNO:18所示的来自里氏木霉的内切葡聚糖酶,SEQIDNO19所示的来自绿色木霉(T.viride)的内切葡聚糖酶,或SEQIDN0:20所示的来自里氏木霉的内切葡聚糖酶;b)与a)的任一序列具有至少50%,例如至少60%,70%,80%或乃至至少90%的同源性的内切葡聚糖酶。13.上述任一项的方法,其中存在至少一种附加的酶,该酶选自下列阿拉伯呋喃糖苷酶,阿魏酸酯酶和木聚糖乙酰酯酶。14.降低含有淀粉水解物的水溶液粘度的方法,其包括a)检测至少一种木聚糖分解酶的对于不溶性小麦阿拉伯木聚糖的水解活性,b)选择在紧邻着分枝残基处切割而保留末端取代的木糖寡聚的木聚糖分解酶,c)将所选的木聚糖分解酶加入到含有淀粉水解物的水溶液中。15.降低含有淀粉水解物的水溶液粘度的方法,其包括a)检测至少一种内葡聚糖分解酶的对于大麦beta-葡聚糖的水解活性,b)选择在如下条件10μg/ml纯化的酶及5mg/ml大麦β-葡聚糖,于50mM乙酸钠及0.01%TritonX-100中,pH5.5,50°C下,在1小时内将大于70%的大麦β-葡聚糖降解到DP6或DP<6的内葡聚糖分解酶,c)将所选的内葡聚糖分解酶加入含有淀粉水解物的水溶液中。16.上述任一项的方法,其中所述含有淀粉水解物的水溶液是用于生产啤酒的醪液或饲料组合物。17.组合物,其包含k)GHlO木聚糖酶,其量为总酶蛋白的至少15%w/w;和/或,1)GH12,GH7和/或GH5内切葡聚糖酶,其量为总酶蛋白的至少20%w/w。18.根据上一项的组合物,其中所述木聚糖酶是A型木聚糖酶,优选地,该A型木聚糖酶的luig/I^rt的比值为至少0.25,例如至少0.30,至少0.40,至少0.50,或乃至至少0.60。19.根据上述项的组合物,其中所述木聚糖酶是来自丝状真菌,例如来自曲霉属菌种的菌株,优选来自棘孢曲霉(SEQIDNO:8或SEQIDNO9);来自毁丝霉属菌种的菌株,优选来自嗜热毁丝霉(SEQIDNO13);来自腐质霉属菌种的菌株,优选来自特异腐质霉(SEQIDNO12)。20.根据上述项的组合物,其中所述木聚糖酶是来自细菌,例如来自芽孢杆菌菌株,优选来自Bacillushalodurans。21.根据上述项的组合物,其中所述内切葡聚糖酶是来自腐质霉属菌种的内切葡聚糖酶,例如来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:3),或来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO4);或来自热子囊菌属菌种,例如来自橙色热子囊菌的内切葡聚糖酶(SEQIDNO6);或来自曲霉属菌种,例如来自棘孢曲霉的内切葡聚糖酶(SEQIDN0:16)。22.根据上述项的组合物,其中所述GH10家族的木聚糖酶以总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少20%,优选为25%,例如至少30%,至少35%,至少40%,至少45%,至少50%,至少60%,或乃至至少70%w/w的量存在。23.根据上述项的组合物,其中所述GH家族12,7和/或5内切葡聚糖酶的内切葡聚糖酶以总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少45%,优选为50%,例如至少55%,至少60%,至少70%,或乃至至少80%w/w的量存在。24.根据上述项的组合物在方法中的用途,所述方法包括降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度。25.根据上述项的组合物在方法中的用途,所述方法包括过滤含有淀粉水解物的水溶液。26.根据上述项的组合物在方法中的用途,所述方法中含有淀粉水解物的水溶液是用于制造啤酒的醪液。27.根据上述项的组合物在方法中的用途,所述方法中含有淀粉水解物的水溶液是饲料组合物。本发明的其他方面前述的组合物在包括降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度的工艺中的应用。在某些如上述的工艺中,所述含有淀粉水解物的水溶液是制造啤酒所用的醪液,或者其用于饲料组合物中。发明详述定义本公开自始至终使用了多种为本领域的普通技术人员所公知的术语,但还使用了某些具有特定意义的术语,其定义如下此处“麦芽粉”(grist)理解为含有淀粉或糖,作为啤酒生产的基础的材料,例如大麦芽及辅料。“麦芽”(malt)理解为任何发芽的谷类子实,特别指大麦子实。“辅料”(adjuncts)理解为麦芽粉中非大麦芽的部分。其可以是任何富含糖的材料。术语“醪液”(mash)理解为水性淀粉浆,例如包括碎的大麦芽,碎的大麦和/或其他辅料或其组合,浸在水中以制备麦芽汁。“麦芽汁”(wort)理解为糖化过程中提取麦芽粉后产生的、未经发酵的流出液(run-off)ο“麦酒糟”(spentgrains)理解为提取麦芽粉并将麦芽汁从醪液中分离以后所留下的浙干(drained)后的固形物。“啤酒”(beer)在这里理解为经过发酵的麦芽汁,例如以大麦芽及可选的辅料和啤酒花(hops)为原料酿造的酒精饮料。麦芽汁中的“提取物回收率”(extractrecovery)是指从麦芽粉(麦芽和辅料)中浸出的可溶物的总和,表示为以干物质为基准的百分数。“热稳定酶”(thermostableenzyme)是指在本发明的工艺的温度状况、温育时间和使用量下,能够充分地降解所述底物的酶。“A型木聚糖酶”(TypeAxylanase)是指在靠近分枝残基的位置切割阿拉伯木聚糖聚合物而形成末端取代的寡聚木糖的木聚糖酶。A型木聚糖酶可以用本公开的方法部分所描述的方法来鉴定。“同源性”(homology)用于多肽或DNA序列并在本公开中提及时,指两个序列之间同源的程度,其表明第一个序列从第二个序列衍生。同源性可以适当地使用本领域中已知的计算机程序来确定,例如GCG程序包中的GAP(ProgramManualfortheWisconsinPackage,Version8,August1994,GeneticsComputerGroup,575ScienceDrive,Madison,Wisconsin,USA53711)(Needleman,S.B.andWunsch,C.D.,(1970),JournalofMolecularBiology,48,443-453.)。采用下面的设置进行多肽序列比较空位生成罚分(GAPcreationpenalty)为3·0;空位延伸罚分(GAPextensionpenalty)为0·1。术语“DP”是聚合度,这里用于指多糖水解物中的聚合物中的葡萄糖单位的平均数目。本公开中所使用的糖苷水解酶家族(glycosidehydrolasefamilies,GH)和糖结合模块(carbohydratebindingmodules,CBM)的编号是根据Coutinho,P.M和Henrissat,B.^^JS^(Coutinho,P.Μ.禾口Henrissat,B.(1999)CAZy-Carbohydrate-ActiveEnzymesserver于URL:http://afmb.cnrs-mrs.fr/cazy/CAZY/index.html;7或Coutinho,P.M.禾口Henrissat,B.1999,Themodularstructureofcellulasesandothercarbohydrate-activeenzymes:anintegrateddatabaseapproach.在"Genetics,BiochemistryandEcologyofCelluloseDegradation"·,K.Ohmiya,K.Hayashi,K.Sakka,Y.Kobayashi,S.Karita禾口Τ·Kimura编.,UniPublishersCo.,Tokyo,pp.15-23中;及Bourne,Y.禾口Henrissat,B.2001;Glycosidehydrolasesandglycosyltransferases:familiesandfunctionalmodules,CurrentOpinioninStructuralBiology11:593-600.此分类系统基于一级结构的相似性来将葡糖苷水解酶分组。同一家族的成员还显示相同的催化机制,并在整体三维结构上具有相似性,即使同一家族的成员的底物特异性之间可能具有实质性的差异。Humicolainsolens内切葡聚糖酶的命名参照Karlsson,J的系统(Karlsson,J.2000.FungalCellulases,StudyofhydrolyticpropertiesofendoglucanasesfromTrichodermareeseiandHumicolainsolens.LundUniversity)0酿造工艺在本领域中是熟知的,一般包括制麦芽,糖化及发酵步骤。在传统发酵工艺中制麦芽起到下列作用将不可溶淀粉转化为可溶淀粉,降解复杂的蛋白质,产生显色和呈味的化合物,产生供酵母生长的营养物,及生发酶(developmentofenzymes)。制麦芽工艺的三个主要步骤为浸泡,发芽和烘炉烘干(kilning)。浸泡包括将去壳的大麦粒(barleykernels)与水混合以提高湿度(moisturelevel)并活化休眠的麦粒的代谢过程,下一步,将湿大麦保持在合适的温度和湿度下使其发芽,直到实现充分改性(modification),S卩,例如淀粉改性(degradation)和酶活化为止。最后一步是在烘炉中烘干绿麦芽,烘炉中的温度状况决定了大麦芽的颜色和存活下来用于糖化工艺的酶的量。在必须保持酶活性时,低温烘干是较合适的。经过高温烘干的麦芽中酶活性很低或者没有,但富含显色物质如焦糖,以及呈味物质。糖化是将碾磨过的大麦芽和固体辅料中的淀粉转化成可发酵和不可发酵的糖类从而产生具有所需组成(composition)的麦芽汁的工艺。传统的糖化包括将大麦芽和辅料在一定的温度和体积下与水混合以继续进行在制麦芽工艺中起始的生化变化。糖化在变化的温度下进行一段时间以活化负责降解蛋白和糖的内源麦芽酶类。糖化过程中发生的最重要的变化是淀粉分子向可发酵糖类的转化。在传统的糖化工艺中,负责淀粉转化的酶主要是α-和β-淀粉酶。α-淀粉酶将淀粉分子断裂成许多较短的、可被β-淀粉酶攻击的链,从而以很快的速度降解淀粉。产生的二糖是麦芽糖。传统上储藏啤酒的酿造经常使用一种称为“分步浸泡”(st印-infusion)的方法。这种糖化程序包括在一系列不同温度下静置,每个温度有利于一种必需的内源酶活性。迄今为止双醪浸出(double-mashinfusion)系统是啤酒尤其是储藏型啤酒的工业化生产中应用最广泛的系统。此系统制备两种单独的醪液。在该系统中,麦芽粉蒸煮锅用于煮辅料,而糖化槽则用于充分改性的、具有高度酶活性的麦芽。当使用酶含量低的麦芽粉例如辅料含量高的麦芽粉为原料酿造时,可以在添加的酶组合物的存在下进行糖化,该酶组合物包含水解麦芽粉淀粉所需的酶,这些酶可以包括α-淀粉酶,支链淀粉酶,β-淀粉酶和葡糖淀粉酶。糖化以后,需要将液体提取物(麦芽汁)和固形物(麦酒糟,即麦芽粉中不溶的谷粒和谷壳物质的部分)分开。麦芽汁的分离是重要的,因为固形物中含有大量的非淀粉多糖,蛋白质,改性不良的淀粉,脂肪物质,硅酸盐,和多酚(单宁)。谷类子实中存在的重要的非淀粉多糖是β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖。大麦胚乳细胞壁含有75%的β-葡聚糖,20%的阿拉伯木聚糖和5%的残余蛋白质,以及少量的纤维素,葡甘露聚糖和酚酸。没有通过酶水解而改性的长链的大麦阿拉伯木聚糖在溶于水时会造成凝胶的形成,这些凝胶将大大增加麦芽汁的粘度并降低过滤性;β-葡聚糖也是如此,但程度要低一些。同样地,将葡聚糖降解为较小的寡聚物对于麦芽汁的质量也是非常重要的,因为未改性的β-葡聚糖以后会引起终产品啤酒中的浑浊稳定性(hazestability)问题。因此在糖化步骤中经常使用含有内切葡聚糖酶和木聚糖酶例如Ultmflo或Viscozyme的酶组合物来改善麦芽汁的分离。麦芽汁分离的目标包括但不仅限于下列方面·获得较好的提取物回收率,·获得良好的过滤性,和·产生澄清的麦芽汁。浸出回收率(extractionrecovery)和过滤性是酿造工艺中重要的经济性因素,而为了生产不起浑浊的啤酒,麦芽汁的澄清度是必不可少的。浸出回收率、过滤性和麦芽汁的澄清度很大程度上受麦芽粉的规格,例如辅料的种类和大麦芽,以及所用的糖化程序的影响。与麦酒糟分离后的麦芽汁可以用啤酒酵母发酵生产啤酒。关于常规酿造工艺的更多信息请参考酿造研究与教学会(ResearchandTeachingInstituteofBrewing,Berlin(VLB))的WolfgangKunze所著"TechnologyBrewingandMalting",2ndrevisedEdition1999,ISBN3-921690-39—0。本发明的实施方案本发明提供一种生产具有更高的过滤性和/或更好的过滤后提取产率的醪液的工艺。该工艺包括在酶活性的存在下制备醪液并过滤醪液得到麦芽汁,其中酶活性包括GHlO家族的木聚糖酶,其量占总木聚糖和内切葡聚糖酶蛋白的至少15%,20%,优选25%,例如至少30%,或至少40%,至少50%或至少60%例如至少70%,至少80%,至少90%或乃至100%w/w。在一个优选的实施方案中,所述木聚糖酶是A型木聚糖酶,在一个特定的实施方案中该木聚糖酶是A型木聚糖酶,其具有I1,MgAurtsp部比值为至少0.25,例如至少0.30,至少0.40,至少0.50,或乃至至少0.60。优选地该木聚糖酶具有CBM,优选地为家族1的CBM。在另一个优选的实施方案中所述木聚糖酶是这样的木聚糖酶,其在本文中描述的木聚糖酶结合测定中具有的大麦可溶性/不可溶性纤维结合比为至少0.50,优选为至少0.60,更优为至少0.70,例如0.80,0.90,1.00,1.10或乃至至少1.20。在另一个优选的实施方案中,所述木聚糖酶来自丝状真菌,例如曲霉属(Aspergillus)菌种的菌株,优选地来自棘孢曲霉(Aspergillusaculeatus)(SEQIDNO:8或SEQIDNO9);来自毁丝霉属(Myceliophotora)的菌种的菌株,优选地来自嗜热毁丝霉(SEQIDN013);来自腐质霉属(Humicola)菌种的菌株,优选地来自特异腐质霉(SEQIDNO12)。在另一个优选的实施方案中,所述木聚糖酶来自木霉属(Trichoderma)菌种的菌株,优选地来自里氏木霉(T.reesei),例如SEQIDNO:17所示的木聚糖酶。在一个更优9选的实施方案中,所述木聚糖酶由来自与前述序列中的任何一个具有至少50%,例如至少60%,70%,80%或乃至90%的同源性的木聚糖酶衍生而来。在另一个优选的实施方案中,所述木聚糖酶来自细菌,例如芽孢杆菌属(Bacillus)^,^^BacillushalodurEms。在另一个优选的实施方案中,所述内切葡聚糖酶为来自腐质霉属菌种的内切葡聚糖酶,例如来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:3),或来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:4),来自热子囊菌属(Thermoascus)的菌种,例如来自橙色热子囊菌(Thermoascusaurantiacus)的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:6),或来自曲霉属的菌种,例如来自棘孢曲霉(Aspergillusaculeatus)的内切葡聚糖酶(SEQIDN0:16)。在一个优选的实施方案中,所述木聚糖酶与前述任一序列具有至少50%,例如至少60%,70%,80%或乃至90%的同源性。在另一个优选的实施方案中,存在至少一种附加的酶,该酶是阿拉伯呋喃糖苷酶。本发明还提供一种工艺用于降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度,该工艺包括检测至少一种木聚糖分解酶的针对不溶性小麦阿拉伯木聚糖的水解活性,选择在紧邻着(nextto)分枝残基处切割而形成末端取代的寡聚木糖的木聚糖分解酶,并将所选择的木聚糖分解酶加入到含有淀粉水解物的水溶液中。本发明进一步提供一种降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度的工艺,其包括检测至少一种内切葡聚糖分解酶的针对大麦β-葡聚糖的水解活性,选择在10μg/ml纯化的酶及5mg/ml大麦β-葡聚糖,于50mM乙酸钠及0.01%TritonX-100中,pH5.5及50°C的条件下,在1小时内能将70%的大麦β-葡聚糖降解到DP6或DP<6的内切葡聚糖分解酶,并将选择到的内切葡聚糖分解酶加入含有淀粉水解物的水溶液中。在上述两种工艺的优选的实施方案中,所述含有淀粉水解物的水溶液是用于制造啤酒的醪液。本发明进一步提供一种组合物,其包含占总酶蛋白的至少15%w/w的GHlO木聚糖酶,和/或,占总酶蛋白的至少40%w/w的GH12,GH7,和/或GH5内切葡聚糖酶。在一个优选的实施方案中所述组合物中的木聚糖酶是A型木聚糖酶,优选地,该A型木聚糖酶的具有Iu^g/I^rt比值为至少0.25,例如至少0.30,至少0.40,至少0.50,或乃至至少0.60。在另一个优选的实施方案中,所述木聚糖酶来自丝状真菌,例如曲霉属菌种的菌株,优选地来自棘孢曲霉(SEQIDNO:8或SEQIDNO9);来自毁丝霉属的菌种的菌株,优选地来自嗜热毁丝霉(SEQIDNO13);来自腐质霉属菌种的菌株,优选地来自特异腐质霉(SEQIDN0:12)。在一个优选的实施方案中,所述组合物的木聚糖酶与前述序列中的任何一个具有至少50%,例如至少60%,70%,80%或乃至90%的同源性。在一个优选的实施方案中,所述组合物中的木聚糖酶来自细菌,例如芽孢杆菌属(^MW'Bacillushalodurans。在另一个优选的实施方案中,所述组合物中的内切葡聚糖酶为来自腐质霉属菌种的内切葡聚糖酶,例如来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:3),或来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:4),来自热子囊菌属的菌种,例如来自橙色热子囊菌(thermoascusaurantiacus)的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:6),或来自曲霉属的菌种,例如来自棘孢曲霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO:16),或来自木霉属的菌种,优选为里氏木霉和/或绿色木霉(T.viride),例如SEQIDNO18所示的5家族的内切葡聚糖酶,SEQIDNO19所示的7家族的β-葡聚糖酶,或SEQIDNO20所示的12家族的β-葡聚糖酶。在一个优选的实施方案中,所述组合物的内切葡聚糖酶与前述序列中的任何一个具有至少50%,例如至少60%,70%,80%或乃至90%的同源性。在一个优选的实施方案中,所述组合物中GHlO家族的木聚糖酶的量以总木聚糖和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少25%,例如至少30%,至少35%,至少40%w/w,至少45%或甚至至少50%w/w存在。在一个优选的实施方案中,所述组合物中GH12,7和/或5家族的木聚糖酶的量占总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少25%,优选30%,例如至少35%,至少40%,或乃至至少50%,例如55%或乃至至少60%w/w。根据前述方面的组合物可以用于包括降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度的工艺。该组合物还可用于包括过滤含有淀粉水解物的水溶液的工艺。在一个优选的实施方案中,该含有淀粉水解物的水溶液是用于制造啤酒的醪液,在另一个优选的实施方案中该含有淀粉水解物的水溶液是饲料成分(composition)。本发明的方法(process)可以用于任何麦芽粉的糖化。根据本发明,麦芽粉可以包括任何含淀粉和/或糖的植物材料,该植物材料可以来自任何植物和植物部分,包括块莲,根,莲,叶和种子。优选地,麦芽粉包括谷类子实,例如大麦,小麦,黑麦,燕麦,玉米,稻,milo,粟类(millet)和高粱的子实;更优地,麦芽汁的麦芽粉的至少10%,更优地为至少15%,更优地为至少25%,或最优地为至少35%,例如至少50%,至少75%,至少90%,或乃至100%(w/w)是来自谷类子实。最优地,麦芽粉包括制成麦芽的谷类子实,例如大麦芽。较优地,麦芽汁的麦芽粉的至少10%,更优地为至少15%,更优地为至少25%,或最优地为至少35%,例如至少50%,至少75%,至少90%,或乃至100%(w/w)是来自制成麦芽的谷类子实。对低麦芽麦芽粉(lowmaltgrists)进行糖化时可以外加糖化酶,最常用作淀粉降解酶的酶包括支链淀粉酶,α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶。淀粉降解酶在糖化中的使用对于技术人员是熟知的。含有易于发酵的碳水化合物例如糖和糖浆的辅料可以在本发明的糖化工艺之前,之中或之后加入到麦芽中,但优选地于糖化工艺之后加入。辅料的一部分在加到本发明的醪液中之前可以用蛋白酶和/或内切葡聚糖酶处理,或用热处理。在糖化工艺过程中,从麦芽粉中提取的淀粉被逐渐水解为可发酵的糖和较小的糊精。优选地,在分离麦芽汁之前,醪液对碘试验呈淀粉阴性。在本发明的工艺中应用合适的木聚糖酶和内切葡聚糖酶活性,使得β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖水平得以充分降低,这样有助于麦芽汁的分离,从而确保了较短的循环时间,高提取物回收率和澄清的麦芽汁。由本发明的第一方面的工艺(process)制备的麦芽汁可以经过发酵生产啤酒。麦芽汁的发酵可包括将酵母浆(slurry)接种到麦芽汁中,其中酵母浆可以包含新鲜酵母,即先前没有用于本发明的酵母,或者,酵母也可以是回收的酵母。使用的酵母可以是任何适用于啤酒酿造的酵母,尤其是选自糖酵母属(Saccharomyces)的若干种,例如酿酒酵母(S.cerevisiae)和葡萄汁糖酵母(S.uvarum),包括这些生物的天然和人工产生的变体。发酵麦芽汁以生产啤酒的方法对于技术人员是熟知的。本发明的工艺可以包括将二氧化硅水凝胶(hydrogel)加入到发酵后的麦芽汁中以增加啤酒的胶体稳定性。该工艺还可以包括向发酵后的麦芽汁中加入硅藻土并过滤以使啤酒澄清。通过发酵本发明的麦芽汁所生产的啤酒可以是任意种类的啤酒,例如爱儿啤酒(ale),烈性爱儿啤酒(strongale),黑啤酒(stout),英国黑啤酒(porter),陈贮啤酒(lager),捷克黄啤酒(pilsner),苦啤酒(bitter),出口啤酒(exportbeer),麦芽酒(maltliquor),发泡酒(happoushu),朗别克啤酒(Iambic),大麦酒(barleywine),高酒精啤酒(high-alcoholbeer),低酒精啤酒(low-alcoholbeer),低热量啤酒(low-caloriebeer),或轻淡啤酒(lightbeer)。通过本发明的工艺生产的啤酒可以经过蒸馏回收乙醇,例如用于制造威士忌(whisky)0任意种类的威士忌(在美国和爱尔兰拼作“whiskey”)都可以在考虑范围之内,如波旁威士忌(bourbon),加拿大威士忌(Canadianwhisky),爱尔兰威士忌(Irishwhiskey),黑麦威士忌(rye)和苏格兰威士忌(scotch)。木聚糖酶用于本发明目的的木聚糖酶是归类为EC3.2.1.8的酶。其正式名称为内_1,4-β-木聚糖酶(endo-l,4-i3-Xylanase)。其分类名称为1,4_β-D-木聚糖-木聚糖水解酶(1,4-β-D-xylanxylanohydrolase);还可能使用其他的名称,例如内-(1-4)-β-木聚糖酶(endo-(l-4)-i3-Xylanase);(1-4)-β-木聚糖4_木聚糖水解Sl((1-4)-β-Xylan4-xylanohydrolase);内4_木聚||S|(endo-1,4-xylanase);木聚糖酶(xylanase);β_1,4-木聚糖酶(β-1,4-xylanase);内_1,4-木聚糖酶(endo-l,4-xylanase);内-β-1,4-木聚糖酶(endo-β-1,4-xylanase);内木聚糖酶(endo-l,4-^-D-xylanase);1,4_β_木聚糖-木聚糖水解酶(1,4-β-xylanxylanohydrolase);β-木聚糖酶(β-xylanase);β-I,4_木聚糖-木聚糖水解酶(β,4-xylanxylanohydrolase);内-1,4-β-木聚糖酶(endo-1,4-β-xylanase);β_D_木聚糖酶(β-D-xylanase)。催化的反应是木聚糖中的1,4_β-D-木糖苷键的内切水解(endohydrolysis)0本发明中将用到的木聚糖酶可以来自任何来源,包括哺乳动物,植物或动物来源,但目前更偏好微生物来源的木聚糖酶。特别地,所述木聚糖酶可以是可得自丝状真菌或酵母的木聚糖酶。已经在若干种真菌中发现了木聚糖酶,具体有曲霉属的菌种,例如黑曲霉(A.niger),泡盛曲霉(A.awamori),棘孢曲霉和米曲霉(A.oryzae);木霉属的菌种,例如里氏木霉或T.harzianum;青霉属的菌种,例如沙门氏柏干酪青霉(P.camenbertii);镰孢属(Fusarium)的菌种,例如尖孢镰孢(F.oxysporum);腐质霉属的菌种,例如H.insolens;和Thermomyceslanuginosa,例如T.lanuginosa。在细菌种类中也已发现了木聚糖酶,例如在芽孢杆菌属中,如短小芽孢杆菌(B.pumilus)。优选地,根据本发明的工艺,所述木聚糖酶来自丝状真菌例如曲霉属的种,芽孢杆菌属的种,腐质霉属的种,毁丝霉属的种,Poitrasia属的种,根毛霉属(lihizomucor)的12种,或木霉属。底物特异性已被证明是木聚糖酶在本发明的工艺中的性能的关键参数。在本发明的工艺中具有最佳性能的木聚糖酶看来是这样的酶,其与可溶的阿拉伯木聚糖的结合相当强,而与不可溶的阿拉伯木聚糖的结合相当弱。优选地,本发明中将要使用的木聚糖酶是这样的木聚糖酶,在本公开的方法描述部分所述的结合测定中,该酶在本文中描述的木聚糖酶结合测定中具有的大麦可溶性/不可溶性纤维结合比为至少0.50,优选为至少0.60,更优为至少0.70,例如0.80,0.90,1.00,1.10或乃至至少1.20。已鉴定的具有这些特征的若干木聚糖酶是葡糖苷水解酶10家族的成员。优选地,本发明将要使用的木聚糖酶是糖苷水解酶10家族(GHlO)的木聚糖酶,最优地,所述木聚糖酶是GHlO木聚糖酶,同时也是A型木聚糖酶,即,在靠近分枝残基处切割不溶性小麦阿拉伯木聚糖聚合物,而产生末端取代的寡聚木糖的木聚糖酶(请参见A型和B型定义的示例)。由于GHlO酶能够更接近分枝的木糖单位,和GHll木聚糖酶相比,它们可以产生更小的寡糖。优选地,本发明中要使用的木聚糖酶具有功能性的CBM,例如第1家族的CBM。优选地,根据本发明的工艺,所述木聚糖酶选自下列来自棘孢曲霉的木聚糖酶,由SEQIDNO:8(AAXYLI)所示;来自棘孢曲霉的木聚糖酶,由SEQIDNO:9(AAXYLII)所示;来自Bacillushalodurans的木聚糖酶,由SWISSPROTP07528(BHXYLΑ)所示;特异腐质霉的木聚糖酶,由SEQIDNO:12(HIXYLIII)所示;Myceliophotorathermophila的木聚糖酶,由SEQIDNO:13(MTXYLI)所示;及iTrichodermareesei的木聚糖酶,例如由SEQIDNO:17所示的木聚糖酶。另外还优选任何与上述任一序列具有至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,乃至至少90%的同源性的序列。内切葡聚糖酶用于本发明目的的内切葡聚糖酶是归类为EC3.2.1.4的酶。本发明中要用到的内切葡聚糖酶可以来自任何来源,包括哺乳动物,植物或动物来源,但目前更偏好微生物来源的内切葡聚糖酶。特别地,所述内切葡聚糖酶可以是可得自丝状真菌或酵母的内切葡聚糖酶。优选地,所述内切葡聚糖酶是糖苷水解酶12家族(GH12),第7家族(GH7),或第5家族(GH5)的葡聚糖酶。更优地,所述内切葡聚糖酶是具有β-薄卷饼型(βjellyroll)或者b8/a8-桶(b8/a8-barrel)超结构的多肽。本发明中要用到的内切葡聚糖酶可以来自任何来源,包括哺乳动物,植物或动物来源,但目前更偏好微生物来源的内切葡聚糖酶。特别地,所述内切葡聚糖酶可以是可得自丝状真菌或酵母的内切葡聚糖酶。更优地,根据本发明的工艺,所述内切葡聚糖酶来自丝状真菌例如曲霉属和腐质霉属的种。优选地,根据本发明的工艺,所述内切葡聚糖酶选自下列来自棘孢曲霉的内切葡聚糖酶,由SEQIDN0:1(AAEGI)所示;来自棘孢曲霉的内切葡聚糖酶,由SEQIDN0:2(MEGII)所示;来自棘孢曲霉的内切葡聚糖酶,由SEQIDNO16(AAEGIII)所示;来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶,由SEQIDNO3(HIEGI)所示;来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶,由SEQIDNO4(HIEGIII)所示;来自特异腐质霉的内切葡聚糖酶,由SEQIDNO:5(HIEGIV)所示;来自木霉属菌种的内切葡聚糖酶,由SEQIDNO:19所示;或来自木霉属菌种的内切葡聚糖酶,由SEQIDN0:20所示。另外还优选任何与上述任一序列具有至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,乃至至少90%的同源性的序列。其他GH12葡聚糖酶包括来自下列的内切葡聚糖酶来自曲霉属的菌种,例如来自川地曲霉(Aspergilluskawachii)(SffISSPROTQU679),或黑曲霉(SffISSPROT074705),米曲霉(SffISSPROT013454);来自欧文氏杆菌属(Erwinia)的菌种,例如来自胡萝卜欧文氏杆菌(Erwiniacarotovora)(SffISSPROTP16630);及来自Thermotoga属的菌种,例如来自Thermotogamaritima(SffISSPROTQ60032或Q9S5X8)。另外还优选任何与上述任一GH12葡聚糖酶序列具有至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,乃至至少90%的同源性的序列。其他GH12葡聚糖酶包括来自下列的内切葡聚糖酶来自蘑菇属(Agaricus)的菌种,例如来自双孢蘑菇(Agaricusbisporus)(SffISSPROTQ92400);来自镰孢属的菌种,例如来自尖孢镰孢(SffISSPROTP46238);来自链孢霉属(Neurospora)的菌种,例如来自粗糙链孢霉(Neurosporacrassa)(SffISSPROTP38676);及来自木霉属的菌种,例如来自Trichodermalongibrachiatum(SffISSPROTQ12714)。另外还优选任何与上述任一GH7葡聚糖酶序列具有至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,乃至至少90%的同源性的序列。其他GH5葡聚糖酶包括来自下列的内切葡聚糖酶来自Acidothermus属的菌种,例如来自Acidothermuscellulolyticus(SffISSPROTP54583);来自曲霉属的菌种,例如来自黑曲霉(SWISSPR0T074706);及来自芽孢杆菌属的菌种,例如来自多粘芽孢杆菌(Bacilluspolymyxa)(SffISSPROTP23548)另外还优选任何与上述任一GH5葡聚糖酶序列具有至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,乃至至少90%的同源性的序列。阿拉伯呋喃糖苷酶阿拉伯呋喃糖苷酶EC3.2.1.55,通用名α-N-阿拉伯呋喃糖苷酶,其水解α-L-阿拉伯糖苷中的末端非还原α-L-阿拉伯呋喃糖苷残基。该酶作用于α_L_阿拉伯呋喃糖苷、含有(1,3)_和/或(1,5)_键的α-L-阿拉伯聚糖、阿拉伯木聚糖和阿拉伯半乳聚糖。材料和方法木聚糖酶活性木聚糖分解活性可以用FXU单位来表示,其在ρΗ6.0下以remazol-木聚糖(xylan)(用Fluka产的RemazolBrilliantBlueR染色的4-0-甲基-D-葡糖醛酸-D-木聚糖)为底物测定。将木聚糖酶样品和remazol-木聚糖底物共温育,用乙醇沉淀掉未降解的染色底物背景。保留在上清中的蓝色(用分光光度在585nm测得)与木聚糖酶活性成比例。然后相对标准反应条件即50°C,pH6.0,反应时间30分钟下的酶标准品确定木聚糖酶单位。NovozymeA/S,Demark可以根据要求提供小册子AF四3.6/1,在其中有对此分析方法的更详细的描述。此处将其引入作为参考。葡聚糖酶活性纤维素分解活性可以以真菌内切葡聚糖酶单位(fungalendoglucanaseunits,14FBG)来衡量,其是在30°C,pH5.0,反应时间30min的条件下以0.5%β-葡聚糖为底物测定的。真菌内切葡聚糖酶与葡聚糖反应释放出葡萄糖或者还原性碳水化合物,该葡萄糖或者还原性碳水化合物作为还原糖,用Somogyi-Nelson法测定。1真菌内切葡聚糖酶单位(FBG)是指在上述标准条件下,每分钟能释放具有相当于1微摩尔葡萄糖的还原能力的葡萄糖或者还原性碳水化合物的酶量。酶UltmfloL,来源于特异腐质霉的多组分酶组合物,其包含内切葡聚糖酶,木聚糖酶,戊聚糖酶和阿拉伯聚糖酶的混合物。UltrafloL的规格为45FBG/g,比重为大约1.2g/ml。UltrafloL可以自NovozymesA/S获得。ViscozymeL,来源于棘孢曲霉的多组分酶组合物,其包含内切葡聚糖酶,阿拉伯聚糖酶和木聚糖酶的混合物。ViscozymeL的规格为100FBG/g,比重为大约1.2g/ml。Viscozyme可以自NovozymesA/S获得。Alcalase,枯草蛋白酶(subtilisin)来源于地衣形芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)的蛋白酶组合物。Alcalase可以自NovozymesA/S获得。TermamylSC—种芽孢杆菌α-淀粉酶,可自NovozymesA/S获得。还使用了下面的单组分内切葡聚I唐酶和木聚糖酶内切葡聚I套酶AAEGI棘孢曲霉SEQIDNO:lAAEGII棘孢曲霉Cel12bSEQIDNO:2AAEGIII棘孢曲霉Cel12aSEQIDNO:16HIEGI特异腐质霉Cel12a,GH12SEQIDNO:3.HIEGIII特异腐质霉Cel12a,GH12SEQIDNO:4.HIEGIV特异腐质霉Cel5a,GH12SEQIDNO:5HIEGV特异腐质霉Cel45a,GH45SEQIDNO:8TAEGBG025橙色热子囊菌SEQIDNO:6木聚糖酶权利要求1.用于生产具有提高的过滤性和/或在过滤后具有改善的提取物收率的醪液的方法,其包括在酶活性的存在下制备醪液并过滤醪液得到麦芽汁,其中所述酶活性包括下面的木聚糖酶和内切葡聚糖酶a)GH家族10的木聚糖酶,该酶的量为所述总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少15%w/w,禾口;b)GH7家族的内切葡聚糖酶,其量为所述总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少40%w/w。2.权利要求1的方法,其中GH家族10的木聚糖酶以总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少20%w/w的量存在。3.权利要求1的方法,其中所述木聚糖酶是来自曲霉属(Aspergillus)菌种的菌株;或来自毁丝霉属(Myceliophotora)菌种的菌株;或来自腐质霉属(Humicola)菌种的菌株;或来自木霉属(Trichoderma)菌种的菌株;或来自芽孢杆菌属(Bacillus)的菌株。4.权利要求3的方法,其中所述木聚糖酶是来自棘孢曲霉(Aspergillusaculeatus)的菌株。5.权利要求3的方法,其中所述木聚糖酶是来自棘孢曲霉(SEQIDNO:8或SEQIDNO:9);或来自嗜热毁丝霉(Myceliophotorathermophilia)(SEQIDNO:13);或来自特异腐质霉(Humicolainsolens)(SEQIDNO:12);或来自里氏木霉(Τ·reesei)(SEQIDNO:17)。6.权利要求1的方法,其中所述内切葡聚糖酶是来自腐质霉属菌种的内切葡聚糖酶;或来自热子囊菌属(Thermoascus)菌种;或来自曲霉属菌种;或来自木霉属的菌种。7.权利要求6的方法,其中所述内切葡聚糖酶是来自棘孢曲霉的菌株。8.权利要求6的方法,其中所述内切葡聚糖酶是来自绿色木霉(T.viride)的内切葡聚糖酶(SEQIDNO19)。9.权利要求1的方法,其中存在至少一种附加的酶,该酶选自下列阿拉伯呋喃糖苷酶,阿魏酸酯酶和木聚糖乙酰酯酶。10.一种组合物,用于生产具有提高的过滤性和/或在过滤后具有改善的提取物收率的醪液,其包含a)GHlO木聚糖酶,其量为总酶蛋白的至少15%w/w;和,b)GH7内切葡聚糖酶,其量为总酶蛋白的至少20%w/w。11.权利要求10的组合物,其中所述木聚糖酶是来自曲霉属菌种的菌株;或来自毁丝霉属菌种的菌株;或来自腐质霉属菌种的菌株;或来自木霉属菌种的菌株;或来自芽孢杆菌属的菌株。12.权利要求11的组合物,其中所述木聚糖酶是来自棘孢曲霉的菌株。13.权利要求11的组合物,其中所述木聚糖酶是来自棘孢曲霉(SEQIDNO:8或SEQIDNO9);或来自嗜热毁丝霉(SEQIDNO13);或来自特异腐质霉(SEQIDN0:12)。14.权利要求10的组合物,其中所述内切葡聚糖酶是来自腐质霉属菌种的内切葡聚糖酶;或来自热子囊菌属菌种;或来自曲霉属菌种;或来自木霉属的菌种。15.权利要求14的组合物,其中所述内切葡聚糖酶是来自棘孢曲霉的菌株。16.权利要求14的组合物,其中所述内切葡聚糖酶是来自绿色木霉的内切葡聚糖酶(SEQIDNO19)。17.权利要求10的组合物,其中所述GHlO家族的木聚糖酶以总木聚糖酶和内切葡聚糖酶酶蛋白的至少20%w/w的量存在。18.根据上述权利要求10-17中任一项的组合物用于降低含有淀粉水解物的水溶液的粘度的用途。19.根据上述权利要求10-17中任一项的组合物在方法中的用途,所述方法包括过滤含有淀粉水解物的水溶液。20.根据上述权利要求18的组合物的用途,其中所述水溶液是用于制造啤酒的醪液。21.根据上述权利要求18的组合物的用途,其中所述水溶液是饲料组合物。全文摘要本发明涉及糖化工艺,具体的涉及酿造工艺中的糖化和过滤步骤,以及适用于酿造工艺中的糖化和过滤步骤的组合物。在包括GH10家族的木聚糖酶的酶活性的存在下制备醪液。文档编号A23K1/00GK102220193SQ20111012355公开日2011年10月19日申请日期2004年12月17日优先权日2003年12月19日发明者克里斯特尔.T.乔尔根森,安德斯.维克索伊-尼尔森,拉斯.L.H.克里斯坦森,赖克.M.费斯特森申请人:诺维信公司
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