用于将谷蛋白降解制备酸面团的微囊化细菌菌群以及该酸面团的制备方法
【专利说明】用于将谷蛋白降解制备酸面团的微囊化细菌菌群以及该酸 面团的制备方法 发明领域
[0001] 本发明涉及制作面包和面包衍生品的食品行业，更具体而言，本发明涉及一种用 于酸面团中谷蛋白降解的细菌菌群及其制备工艺，还涉及使用上述无谷蛋白酸面团制作烘 焙食品。
[0002] 发明背景
[0003] 麦胶性肠病是一种与遗传因素有关、由摄入谷蛋白诱发的免疫系统紊乱，谷蛋白 是存在于小麦、黑麦和大麦中的一种蛋白质。这种蛋白质在人体上消化道内消化不良。谷 蛋白由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白两部分组成。麦醇溶蛋白具有醇溶性并包含最多对麦胶性肠 病患者有害的成分（Green，P.H.R.和Cellier，C. 2007.麦胶性肠病；《新英格兰医学期刊》 (N. Engl. J. Med.) ;357 卷：1731-1743)。
[0004] 麦胶性肠病患者在食用一些含谷蛋白的食物时，他们的免疫系统会以损害或破坏 肠绒毛的方式做出反应，造成食品的营养成分未被吸收，从而导致营养不良。根据患者的年 龄情况，麦胶性肠病的症状可能存在差异，儿童患者多见腹泻、腹胀、呕吐和体重减轻，而成 年患者的主要症状是缺铁性贫血、疲劳、骨骼疼痛、关节炎、骨质疏松症等（《美国国家消化 道疾病信息交流中心》（National Digestive Diseases Information Clearinghouse)，美 国国家卫生研宄院出版物，2008年第08期：4269)。
[0005] 最近，曾被认为是罕见疾病的麦胶性肠病成为最常见的不耐症之一，全球每150 个新生儿中就有一例麦胶性肠病患者，据估计，只有9%的患者得到确诊。根据墨西 哥 Salvador Zubirdn 国家医学科学和营养研宄所（Institute) Nacional de Ciencias M6dicas y Nutrici6n)提供的数字，潜在的麦胶性肠病患者有将近260万人（http:// celiacosdemexico. org. mx/manifiesto-celiaco)〇
[0006] 目前，麦胶性肠病唯一有效的疗法是在生活中保证无谷蛋白饮食。根据国际食品 法典委员的说法，谷蛋白含量小于20ppm的食物被认为是不含谷蛋白的食物。然而，这意味 着营养上的负面影响，如减少多糖的摄入，因而降低了能量摄入，减少了对人体健康有益的 肠道菌群，从而增加了机会性致病菌的存在。无谷蛋白饮食导致有益菌群减少，对免疫刺激 活性产生负面影响并减少抗炎化合物的分泌。
[0007] 因此，需要提供适合麦胶性肠病患者食用的无谷蛋白产品并相应地增加食品种类 以改善患者的饮食。
[0008] 人类日常饮食中最重要的食品之一是主要使用小麦面粉制作的面包。
[0009] 面团特性主要取决于谷蛋白蛋白。最近几年，各种不同的处理工艺被应用来提高 这些蛋白质的质量或改进制作加气面包的气体保留工艺（Arendt et al.，2007.酸面团对 面包口感的影响。《食品微生物学》24:165-174)。这些工艺之一就是使用酸面团制作面包。
[0010] 这一工艺的主要作用是使面团发酵，使其具有更高的气体含量，从而制作具有柔 软面包肩的蓬松面包。
[0011] 使用面粉（小麦、燕麦、大米等）和水与酵母以及乳酸菌（LAB)的已发酵混合物 制作酸面团，其中乳酸菌通常属于乳酸菌属（De Vuyst，L.和Vancanneyt，M. 2007.酸面 团乳酸菌的生物多样性和识别。《食品微生物学》24. 120-127)。酸面团的使用为焙烤工 艺提供诸多巨大优势，如发酵过程中PH值降低，气体保持能力更好，抗谷蛋白网络能力更 强，抑制面粉淀粉酶，水与谷蛋白及淀粉颗粒结合，戊糖膨胀，植酸盐复合物溶解以及避免 发酵不足（Di Cagno，R. et al.2002.酸面团乳酸菌蛋白质水解作用：对小麦面粉蛋白以及 与人体谷类食物不耐受有关的麦胶蛋白肽的作用。《应用与环境微生物学》（Applied and Environmental Microbiology) 68:623-633)。将这些酸面团与用于制作面包的新鲜面团混 合。
[0012] 此外，面包制作过程中，利用酸面团发酵时使用的乳酸菌（LAB)可实现谷蛋白改 性，因此，可实现去除对麦胶性肠病患者有害的蛋白组分。然而，并不是所有的乳酸菌均可 将谷蛋白残留含量降低到谷蛋白不耐受者（麦胶性肠病患者）可接受的剂量，因此，需要选 择乳酸菌（LAB)类型并找到合适的乳酸菌组合，同时在谷蛋白水解过程中，使用蛋白水解 酶以共同发挥作用。
[0013] 在发酵过程中，乳酸菌（LAB)蛋白酶水解体系释放小分子多肽和氨基酸，可促 进微生物的代谢活动，有助于获得更佳口感并减少过敏肽（De Angelis，M. et al.2005. VSL#3"益生菌制剂有能力水解麦醇溶蛋白多肽（脂肪痢益生菌和谷蛋白不耐症的诱因）。" 《生物化学与生物物理学报》(Biochimica et Biophysica Acta) 1762 (1):80-93)的含量，这 为对麦醇溶蛋白组分过敏的麦胶性肠病患者带来巨大希望，麦醇溶蛋白是此类患者一直不 能摄入即使谷蛋白含量非常少的食品的原因（Wies er，H. 2007. "谷蛋白蛋白的化学过程"， 《食品微生物学》24:115-119 ;Di Cagno et al.，2002)。对使用酸面团进行面包制作的过程 所做的研宄表明：在特定工艺条件下（长时间发酵和半液体），乳酸菌（LAB)可水解小麦醇 溶蛋白组分（Di Cagno, R.et al. 2004. "脂肪痢患者可耐受用小麦和无毒副作用面粉制作 的酸面团面包，开始时进行了乳酸菌选择。"《应用与环境微生物学》70 (2) :1088-1096. ;De Angelis et al. , 2005)〇
[0014] Rizzello et al.，（"食品加工中，乳酸菌和真菌来源的蛋白水解酶实现高效谷蛋 白降解：麦胶性肠病的新视角。"《应用与环境微生物学》73(14) :4499-4507, 2007)利用酸 面团中乳酸菌的非商业菌株（基于其水解麦醇溶蛋白的能力提前选择）和真菌来源的蛋白 水解酶的混合物（以其不同组合）在相对较长的发酵过程中去除小麦面粉的毒性。其中还 指出乳酸菌水解动力学非常高效，另外，从酸面团中提取的蛋白质诱导了干扰素y活化； 白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白完全水解，同时酸面团中依然存在20 %的麦谷蛋白。
[0015] 同样地，美国专利申请第US 2008/0131556号描述了一种由至少六种市售可得的 乳酸菌（LAB)和/或双歧杆菌菌种组成的混合物。此混合物可用于酸面团制备。同样，当 在这些配方中添加足量的烘焙中常用的细菌来源的蛋白水解酶时，发酵的酸面团中的谷蛋 白含量低于200ppm，这可能不适合麦胶性肠病患者食用。同样地，实现这一降解的混合物非 常复杂，因为需要使用大量的菌种种类，原因在于使用的乳酸菌（LAB)种类越多，麦醇溶蛋 白降解率就越尚。
[0016] 另一方面，国际公布第WO 2010/073283号专利描述了一种包含两种类型乳酸菌 (LAB)与一个或多个真菌来源的蛋白水解酶结合的混合物。12小时发酵后，未检测到麦醇 溶蛋白和麦谷蛋白。此外，谷蛋白残余含量低于20ppm。
[0017] 由此可见，在先前的谷蛋白降解技术中已知的细菌培养菌存在某些缺点，例如，使 用乳酸菌（LAB)(市售可得的菌株）的复杂混合物（至少六种），或使用特别选择的菌株， 则涉及活化、繁殖、清洗并将培养菌悬液（菌种）添加至面团中，需要每天制备它们，且需要 高度专业化的管理来避免污染，以便使培养菌在同一发育阶段保持活性，同时应在乳酸菌 (LAB)菌种之间保持适当的配比、充足数量，这意味着存在潜在的污染风险。
[0018] 另一种降低与每次制备菌种有关的一系列难度的方法是将培养菌微囊化，这样可 制备足够量的培养菌，即可减少培养菌操作，从而降低与污染及乳酸培养菌活力相关的风 险，并提高面团降解的工艺效率。
[0019] 乳酸菌（LAB)活力和活性由一系列因素决定，包括培养菌增殖速度、乳酸和醋 酸的产酸能力、总固体含量、培养温度及时间，所使用菌种的数量以及抗生素、消毒剂或 洗绦剂残留物数量（Picot 与 Lacroix, 2003; Bricefio2005 ;Desmond et al.，2002; Favaro-Trinidad and Grosso, 2002 ；Lian et al. , 2003 ；Akalin et al. , 2004 ；Cerdeira et al.，2005 ;Iyer 与 Kailasapathy，2005 ;0zer et al.，2005 ;Ann et al.，2007)〇 [0020] 存在一些不同的提高益生元抗逆性的方法，如微囊化以及将微营养素和益生 元功能结合在一起（Picot 与 Lacroix, 2003 ;Chan