專利名稱：細(xì)菌自溶物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從細(xì)菌生物量(biomass)，特別從包含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌的細(xì)菌培養(yǎng)物生產(chǎn)可口性(palatability)提高的水解產(chǎn)物的方法。特別發(fā)現(xiàn)此產(chǎn)物在人和動物食物用作替代傳統(tǒng)酵母衍生物的養(yǎng)分或口味(flavour)提高劑。
背景技術(shù)：
近來，開發(fā)可摻入人和/或動物食用的食物的蛋白質(zhì)新來源引起了很多注意。若干含蛋白質(zhì)的不同物質(zhì)已被建議作為人類食物中更多傳統(tǒng)來源的蛋白質(zhì)，如魚粉(meal)，大豆(soya)產(chǎn)品和血漿的替代物，并作為動物飼料。這些物質(zhì)包括含蛋白質(zhì)微生物(本文也指“單細(xì)胞蛋白質(zhì)”)如真菌，酵母和細(xì)菌。
單細(xì)胞蛋白質(zhì)物質(zhì)可被直接用于食物，例如作為噴射干燥(spray dried)產(chǎn)物，或者所述生物量可在使用前，例如用技術(shù)如均一化和/或分離，來進(jìn)一步處理。例如，WO01/60974公開生產(chǎn)具有優(yōu)異功能特征的細(xì)菌生物量的均一化衍生物的過程，該衍生物可在數(shù)種食品制備中用作，例如膠凝劑或乳化劑。
今日，大多廣泛應(yīng)用的單細(xì)胞蛋白質(zhì)衍生自真菌或酵母。例如，眾所周知酵母用于釀造，制酒和培烤產(chǎn)業(yè)。數(shù)種酵母加工衍生物也已知用于制備飼料。例如，酵母自溶(autolysis)產(chǎn)生數(shù)種已知的用作食品中調(diào)味料(flavouring)或調(diào)味品(seasoning)的細(xì)胞組分，例如在調(diào)味料(sauce)，肉汁(gravies)等的制備過程中。然而，一般需要相對大量的酵母自溶物(autolysate)來獲得所需的口感提高的效果。并且，酵母自溶一般緩慢而且需要數(shù)天來完成適宜程度的消化。因此一般需要作為自溶引發(fā)劑(initiator)或刺激劑(stimulator)的添加劑，例如巰基試劑，來加快所述自溶方法。這增加了商業(yè)生產(chǎn)酵母自溶物的成本。
對能增加人和動物食品可口性的替代物質(zhì)，特別是可以大量生產(chǎn)并且成本相對低的物質(zhì)的需要是持續(xù)的。特別需要能作為口味提高劑的物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在我們驚喜發(fā)現(xiàn)含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌的生物量，或其衍生物(例如勻漿化的衍生物)的自溶作用，具有生產(chǎn)有效的可口性提高組分(特別是口味組分)的效果，該組分也被用作養(yǎng)分，即飼料或飼料組分。
因此，一方面，本發(fā)明提供生產(chǎn)飼料或飼料組分，例如可口性提高制劑的方法，所述方法包括使包含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌的微生物培養(yǎng)物，或其衍生物(例如勻漿化的衍生物)自溶。通過此方法生產(chǎn)的自溶產(chǎn)物是本發(fā)明的另一方面。
本發(fā)明生產(chǎn)的自溶產(chǎn)物通?？杀挥米黥~或貝殼類動物(shellfish)的飼料或飼料組分，例如見PCT/GB02/03795描述(其附件隨同遞交)其內(nèi)容引入本文作為參考。類似，所述自溶產(chǎn)物可特別被用作寵物食物，特別是狗食物的口味提高劑，例如見英國專利申請No.0203907.1描述(其附件隨同遞交)其內(nèi)容引入本文作為參考。
本發(fā)明自溶產(chǎn)物特別優(yōu)選用作丸狀可擠壓(extruded)魚食的組分。所述魚食丸通常也包含蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，例如魚粉和魚和/或植物油，及少量碳水化合物，例如植物源淀粉。
本文所用術(shù)語“自溶”包括用細(xì)胞內(nèi)包含的內(nèi)源酶，如核酸酶和蛋白酶，消化所述細(xì)胞的組分的過程。此“自身-消化”過程導(dǎo)致產(chǎn)生多種細(xì)胞的降解產(chǎn)物，包括肽，氨基酸，核苷酸，磷脂，脂肪酸，等等。
本文所用術(shù)語“可口性”包括所有可為人或動物感受的食品性狀。這些性狀不僅包括香味，也包括味道和質(zhì)地(texture)。也認(rèn)為術(shù)語“可口性”包括食品的其他性狀，例如可消化性(digestibility)。術(shù)語“可口性提高制劑”被認(rèn)為包括具有所需可口性性狀，或者當(dāng)存在于任何食品時可有效提高所述食物其他組分的可口性(例如口味)的物質(zhì)。
本文所用術(shù)語“衍生物”在涉及到單細(xì)胞蛋白質(zhì)物質(zhì)，例如微生物培養(yǎng)物的使用時，包括任何可用本領(lǐng)域已知下游加工技術(shù)或多項(xiàng)技術(shù)(例如一系列的技術(shù))從所述物質(zhì)衍生的產(chǎn)物，所述技術(shù)例如為通過離心和/或超濾方法從發(fā)酵培養(yǎng)基或液體分離單細(xì)胞蛋白物質(zhì)。用于本文所述方法的優(yōu)選單細(xì)胞蛋白質(zhì)物質(zhì)的勻漿化衍生物，其中所述細(xì)胞被裂解(disrupted)或分解(disintegrated)，例如作為機(jī)械裂解(mechanicaldisruption)的結(jié)果，從而釋放出所述細(xì)胞的內(nèi)容物。此勻漿化物質(zhì)通常由含有可溶和顆?；?xì)胞組分的粘性蛋白質(zhì)漿液(slurry)組成。
在本發(fā)明方法中通常通過在小心控制的條件下溫育所述細(xì)菌培養(yǎng)物進(jìn)行自溶。合適的溫育條件能夠引發(fā)(initiating)內(nèi)源性酶活性，因而產(chǎn)生可容易為本領(lǐng)域技術(shù)人員測定的自溶產(chǎn)物。優(yōu)選在無任何自溶引發(fā)劑或刺激劑時進(jìn)行自溶。
溫度條件將能夠不失活所述酶就使水解最優(yōu)化，其取決于所選用于所述方法的酶或酶系統(tǒng)。通常，用于自溶的溫度將在25-58℃，優(yōu)選40-55℃，特別優(yōu)選45-55℃，特別是50-55℃的范圍。優(yōu)選朝向此范圍上限的溫度，例如約55℃。如果用較低的溫度(例如20℃或更低)，自溶就進(jìn)行得很慢。在使用細(xì)菌莢膜甲基球菌(Methylococcus capsulatus，M.capsulatus)時，所述溫育溫度不應(yīng)超過58℃。在超過此溫度的溫度時，就會出現(xiàn)包含在所述細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)源性酶(例如蛋白酶和肽酶)的失活。
用于自溶的合適pH范圍可在6.2-8.5，優(yōu)選7.0-8.0，特別優(yōu)選7.0-7.5的范圍。自溶不能在低于約5.5的pH進(jìn)行。特別優(yōu)選pH約7.0。為在自溶中將所述生物量的pH維持在所需范圍內(nèi)，所需加入的任何堿的性質(zhì)、量和時間可很容易由那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來確定。調(diào)節(jié)pH的合適的堿包括氫氧化鈉，氫氧化鉀等。
所述自溶產(chǎn)物可以連續(xù)或分批(batchwise)方法來生產(chǎn)。優(yōu)選以連續(xù)方式生產(chǎn)。在分批生產(chǎn)時，所述生物量的pH在所述反應(yīng)起始階段，例如在溫育步驟開始后30分鐘到1小時可迅速下降。這被認(rèn)為是由于所述肽鍵的裂解造成的。因此，在此階段，需要將所述pH維持在所需范圍內(nèi)的堿量需要增加。此后，需要的堿量通常下降。在自溶中可用本領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)方法調(diào)節(jié)pH。所述方法包括通過滴定結(jié)合加入適當(dāng)?shù)乃?堿來連續(xù)檢測pH。
自溶的反應(yīng)時間通常在30分鐘到24小時的范圍，例如1-5小時。優(yōu)選反應(yīng)時間為約4小時。通常，自溶產(chǎn)物的產(chǎn)率隨反應(yīng)時間增加。然后，可根據(jù)所需的自溶產(chǎn)物產(chǎn)率選擇溫育時間。
通常在攪拌釜(stirred-tank)反應(yīng)器或活塞流(plug-flow)反應(yīng)器中進(jìn)行自溶步驟。
本文所述自溶步驟預(yù)計(jì)產(chǎn)出的產(chǎn)物，其包含40-75重量％，例如約50重量％的不可溶物質(zhì)(例如包含細(xì)胞壁碎片等)，和25-60重量％，例如約50重量％的可溶物質(zhì)(本文也指“可溶部分”)，該可溶物質(zhì)通常包含游離(free)氨基酸(特別是谷氨酸)，肽和核苷酸(主要是3′-核苷酸)。
用于本發(fā)明方法的細(xì)菌生物量可通過所述細(xì)菌在合適培養(yǎng)基或底物上生長來形成。用來生產(chǎn)所述生物量的生長培養(yǎng)基的確切性質(zhì)對于本發(fā)明的表現(xiàn)并不關(guān)鍵，可使用數(shù)種合適的底物。
便利的是，用于本發(fā)明方法的單細(xì)胞物質(zhì)可用發(fā)酵方法來生產(chǎn)，在該方法中將氧和合適的底物如液體或氣態(tài)烴(hydrocarbon)，醇或碳水化合物，例如甲烷，甲醇或天然氣，和營養(yǎng)礦物溶液一起加到含所述一或多種微生物的管狀反應(yīng)器。本領(lǐng)域已知并且描述了若干此種方法，例如WO 01/60974，DK-B-170824，EP-A-418187和EP-A-306466。特別優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明水解的生物量，其生產(chǎn)見PCT/GB02/003798描述(其附件隨同遞交)其內(nèi)容在此引入本文作為參考。
特別優(yōu)選用于本發(fā)明的是單細(xì)胞蛋白物質(zhì)，其衍生自烴部分(fractions)或天然氣的發(fā)酵物。特別優(yōu)選的是衍生自天然氣發(fā)酵物的單細(xì)胞蛋白質(zhì)。當(dāng)發(fā)酵罐(fermentor)中微生物的濃度增加，就取出所述反應(yīng)器內(nèi)含物或培養(yǎng)液(broth)的一部分，并且可用本領(lǐng)域已知技術(shù)，例如通過離心和/或超濾分離所述微生物。在此發(fā)酵步驟中，可方便地從所述發(fā)酵罐中連續(xù)取出所述培養(yǎng)液，并且培養(yǎng)液的細(xì)胞濃度為1-5重量％，例如約3重量％。
可用本發(fā)明方法處理從兩種或更多微生物生產(chǎn)的單細(xì)胞物質(zhì)。盡管可在同一或分開的發(fā)酵罐中生產(chǎn)，一般會在同一的發(fā)酵罐中在相同的發(fā)酵條件下生產(chǎn)。用分開的發(fā)酵方法生產(chǎn)的物質(zhì)可在本發(fā)明水解步驟前混合。
優(yōu)選用于本發(fā)明的細(xì)菌包括莢膜甲基球菌(Bath)，原來從英格蘭巴斯(Bath)的熱噴泉分離的嗜熱(thermophilic)細(xì)菌，它保藏在國立工業(yè)海洋細(xì)菌收藏所(The National Collections of Industrial and Marine Bacterium)，Aberdeen，Scotland，作為NCIMB 11132。盡管它在37℃-52℃之間可以出現(xiàn)生長，莢膜甲基球菌(Bath)在約45℃最適生長。該細(xì)菌是草蘭氏陰性的，不能動(non-motile)球形細(xì)胞，通常成對出現(xiàn)。它的細(xì)胞內(nèi)膜以I型甲烷營養(yǎng)菌所特有的成束的囊狀盤(bundles of vesicular discs)來排列。莢膜甲基球菌(Bath)基因上是無已知質(zhì)粒的很穩(wěn)定的生物體。它可利用甲烷或甲醇來生長并且利用氨，硝酸鹽或分子氮作為蛋白質(zhì)合成的氮源。
用天然氣作為唯一的碳和能量來源的發(fā)酵方法的一個實(shí)施例在EP-A-306466(Dansk Bioprotein)中描述。此方法是基于持續(xù)發(fā)酵靠甲烷生長的所述甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌莢膜甲基球菌?？諝饣蚣冄醣挥糜谘鹾?oxygenation)并且氨被用作氮源。除了這些底物，所述細(xì)菌培養(yǎng)物通常需要水，磷酸鹽(例如磷酸)和若干礦物質(zhì)，其可包括，通常以硫酸鹽，氯化物或硝酸鹽應(yīng)用的鎂，鈣，鉀，鐵，銅，鋅，錳，鎳，鈷和鉬。所有在生產(chǎn)所述單細(xì)胞物質(zhì)中使用的礦物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)該為食品級別(food-grade)。
盡管其組分(composition)對于不同氣體域(field)會變化，天然氣主要由甲烷組成。通常，可希望天然氣包含約90％的甲烷，約5％的乙烷，約2％的丙烷和一些更高級(higher)的烴。在天然氣發(fā)酵過程中，甲烷被甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌氧化為生物量和二氧化碳。甲醇，甲醛和甲酸是代謝中間產(chǎn)物。甲醛和一些二氧化碳被吸收(assimilated)到生物量內(nèi)。然而，甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌不能利用含碳碳鍵的底物來生長，并且天然氣的剩余組分，即乙烷，丙烷和一些更高級的烴灰被甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌氧化產(chǎn)生相應(yīng)的羧酸(例如乙烷被氧化為乙酸)。此產(chǎn)物可抑制甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌，因此在生產(chǎn)所述生物量時，重要的是它們的濃度要保持低，優(yōu)選低于50mg/l。此問題的一個解決辦法是組合使用一或多種異養(yǎng)型細(xì)菌，該細(xì)菌能利用由所述甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌生產(chǎn)的代謝產(chǎn)物。此細(xì)菌也能夠利用所述細(xì)胞裂解釋放到發(fā)酵培養(yǎng)液中的有機(jī)物質(zhì)。為避免泡沫形成這是重要的，并且這也使所述培養(yǎng)物被不需要的細(xì)菌污染的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。甲烷營養(yǎng)型和異養(yǎng)型細(xì)菌的組合可得到穩(wěn)定并且高產(chǎn)的培養(yǎng)物。
用于本發(fā)明的合適異養(yǎng)型細(xì)菌包括DB3，菌株NCIMB 13287(Ralstonia sp.以前叫做Alcaligenes acidovorans)；DB5，菌株NCIMB 13289(Bevibacillus agri以前叫做堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌(Bacillus firmus))和DB4，菌株NCIMB 13288(Aneurinibacillus sp.以前叫做短芽孢桿菌(Bacillus brevis))，其每種都在約45℃的溫度最適生長。
DB3是革蘭氏陰性，需氧的，能動桿菌，它屬于Ralstonia屬，其可利用乙醇，乙酸鹽丙酸鹽和丁酸鹽來生長。DB4是革蘭氏陽性，形成孢子內(nèi)壁(endospore-forming)，需氧的芽孢桿菌，它屬于Aneurini芽孢桿菌屬，其可利用乙酸鹽，D-果糖，D-甘露糖，核糖和D-塔格糖。DB5是革蘭氏陽性，形成內(nèi)生孢子，能動型，需氧芽孢桿菌，它屬于短芽孢桿菌屬，其可利用乙酸鹽，N-乙酰-葡糖胺，檸檬酸鹽，葡糖酸，D-葡萄糖，甘油和甘露醇。
用于本發(fā)明的單細(xì)胞蛋白質(zhì)物質(zhì)特別優(yōu)選是微生物培養(yǎng)物，它由甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌可選與一或多種異養(yǎng)型細(xì)菌組合，特別優(yōu)選甲烷營養(yǎng)型和異養(yǎng)型細(xì)菌的組合。本文所用術(shù)語“甲烷營養(yǎng)型”包括任何利用甲烷，甲醇或甲醛來生長的細(xì)菌。術(shù)語“異養(yǎng)型”用于描述利用甲烷，甲醇或甲醛之外的有機(jī)底物來生長的細(xì)菌。
特別優(yōu)選用于本發(fā)明的是包含如下組合物的微生物培養(yǎng)物甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌莢膜甲基球菌(Bath)(菌株NCIMB 11132)，和所述異養(yǎng)型細(xì)菌DB3(菌株NCIMB 13287)和DB5(菌株NCIMB 13289)，它們可選與DB4(菌株NCIMB13288)組合。DB3的作用是利用莢膜甲基球菌(Bath)從天然氣中的乙烷和丙烷生產(chǎn)的乙酸和丙酸。DB3可占所得生物量總細(xì)胞計(jì)數(shù)的最多10％，例如約6-8％。DB4和DB5的作用是利用培養(yǎng)基中的分裂產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物。通常，DB4和DB5均占持續(xù)發(fā)酵中細(xì)胞計(jì)數(shù)的1％以下。
在生產(chǎn)所述單細(xì)胞物質(zhì)過程中，一般調(diào)節(jié)所述發(fā)酵混合物的pH到約6-7，例如6.5±0.3。本領(lǐng)域技術(shù)人員可很容易選擇調(diào)節(jié)pH的合適的酸/堿。特別合適的用于此方面的是氫氧化鈉和硫酸。在發(fā)酵過程中發(fā)酵罐內(nèi)的溫度優(yōu)選保持在40℃-50℃，最優(yōu)選45℃±2℃。
用于制備所述單細(xì)胞物質(zhì)的合適發(fā)酵罐是那些環(huán)狀(loop-type)，如Dansk Bioprotein的DK 1404/92，EP-A-418187和EP-A-306466所述的那些，或氣升式(air-lift)反應(yīng)器。具有靜止混合物(static mixer)的環(huán)狀發(fā)酵罐室由于其活塞流的特性使氣體的利用率高(例如至多95％)。氣體在沿所述環(huán)的數(shù)個位置導(dǎo)入并保持與所述液體接觸直到它們在反應(yīng)器頂部空間(headspace)分離。用2-3％生物量(以干重為基)和稀釋率0.02-0.50h-1，例如0.05-0.25h-1來連續(xù)發(fā)酵。
其他發(fā)酵罐可在制備所述單細(xì)胞物質(zhì)中使用，它們包括管狀(tubular)和攪拌釜發(fā)酵罐。
典型地，通過發(fā)酵天然氣生產(chǎn)的生物量將包含為60-80重量％的粗蛋白質(zhì)；為5-20％的粗脂肪；為3-10重量％的灰；為3-15％的核酸(RNA和DNA)；10-30g/kg的磷；至多350mg/kg的鐵；和最多120mg/kg的銅。特別優(yōu)選，所述生物量包含為68-73重量％，例如約70％的粗蛋白質(zhì)；為9-11重量％，例如約10％的粗脂肪；為5-10重量％，例如約7％的灰；為8-12重量％，例如約10％的核酸(RNA和DNA)；10-25g/kg的磷；至多310mg/kg的鐵；和至多110mg/kg的銅。所述蛋白質(zhì)內(nèi)含物的氨基酸分布圖(profile)應(yīng)該是營養(yǎng)性好的(nutritionally favourable)，其中較重要的氨基酸半胱氨酸，蛋氨酸，蘇氨酸，賴氨酸，色氨酸和精氨酸比例高。通常這些氨基酸可分別以約0.7％，3.1％，5.2％，7.2％，2.5％和6.9％的量存在(表示為總氨基酸量的百分比)。一般所述脂肪酸主要包含飽和棕櫚酸(約50％)和單不飽和棕櫚酸(約36％)。所述產(chǎn)物的礦物內(nèi)含物通常包含大量的磷(約為1.5重量％)，鉀(約為0.8重量％)和鎂(約為0.2重量％)。
通常所得生物量以流動液體糊或勻漿的形式生產(chǎn)。通常它基本包含全細(xì)胞物質(zhì)，盡管一定比例的裂解細(xì)胞物質(zhì)也可能存在。
在所述生物量產(chǎn)生后，一般從所述發(fā)酵培養(yǎng)基，例如用常用的離心和/或過濾方法，例如超濾來濃縮它。濃縮所述生物量可僅用離心來進(jìn)行。在離心過程中，所述生物量內(nèi)含物的干物質(zhì)通常被提高到為約5-18重量％，優(yōu)選為8-15％，例如約14％。如果必要，或事實(shí)上需要的話，可用過濾(例如超濾)方法進(jìn)一步提高所述生物量的固體含量?？稍?0-50℃，例如42-46℃的溫度進(jìn)行超濾，并將所述生物量濃縮為包含單細(xì)胞物質(zhì)為10-30重量％，優(yōu)選15-25％，例如18-22％的產(chǎn)物。在超濾中使用的尺寸排阻(size exclusion)一般在約100,000道爾頓。所得生物量將會是水漿液的形式并且通常固體含量為10-30重量％，優(yōu)選15-25％，例如約20％。
自溶之前可選勻漿化所述生物量，來使所述微生物細(xì)胞壁裂解，從而從所述細(xì)胞結(jié)構(gòu)內(nèi)釋放出部分蛋白質(zhì)物質(zhì)。如果必要，所得勻漿化物質(zhì)可用再濾過(例如超濾)方法來處理。
勻漿化可生產(chǎn)出包含，優(yōu)選基本由裂解的細(xì)胞物質(zhì)組成的產(chǎn)物。例如，裂解的細(xì)胞物質(zhì)以至少80重量％，優(yōu)選90％存在。通常，所述產(chǎn)物是比較粘的蛋白質(zhì)勻漿，其包含可溶和顆?；?xì)胞組分。
所述勻漿化步驟被認(rèn)為對于終產(chǎn)物的口味特性(即味道(taste))幾乎無效果，但可用來提高所述自溶物質(zhì)的可溶部分的干物質(zhì)產(chǎn)率。例如，它可提高所述可溶部分的干物質(zhì)含量20-25％。所述干物質(zhì)含量提高的程度也取決于所述自溶過程的持續(xù)時間。勻漿化物質(zhì)自溶24小時可，例如，預(yù)期得到可溶部分產(chǎn)率最多為60重量％的產(chǎn)物。在自溶前無勻漿化步驟時，所述可溶部分的產(chǎn)率預(yù)期為約50重量％。
裂解或分解所述細(xì)胞，可例如，通過機(jī)械方法如通過一系列加壓(pressurizing)和壓縮(depressurizing)所述微生物物質(zhì)來完成。盡管勻漿化可用任何常用手段進(jìn)行，優(yōu)選通過高壓勻漿化步驟來進(jìn)行，在高壓勻漿化步驟中所述生物量經(jīng)受壓力改變，優(yōu)選經(jīng)受能進(jìn)行細(xì)胞分解的壓力下降。通常，所述物質(zhì)經(jīng)受的壓力下降為40MPa-120MPa(400-1200bar)，更優(yōu)選50MPa-110MPa(500-1100bar)，例如60MPa-100MPa(600-1000bar)。特別優(yōu)選壓力下降約1000bar。通常，所述壓力下降是瞬時的(instantaneous)。通常在工業(yè)化勻漿器，例如得自APV Rannie，Denmark，在可控溫度條件下，進(jìn)行所述步驟，所述溫度優(yōu)選在低于58℃，特別優(yōu)選25-50℃，例如25-35℃。適合本發(fā)明所用的勻漿化步驟見例如，WO 01/60974(to Norferm DA)所述。
其他本領(lǐng)域已知技術(shù)也可用來進(jìn)行本發(fā)明的勻漿化。例如，可通過用能裂解細(xì)胞壁的剪切力處理所述單細(xì)胞來進(jìn)行勻漿化?？捎靡粋€混合器，其中所述物質(zhì)通過一個剪切力的區(qū)域，在該區(qū)域中通過表面相對運(yùn)動來施加剪切力。通常，此剪切力在一個移動表面，例如旋轉(zhuǎn)表面，和一個靜止表面產(chǎn)生，即象轉(zhuǎn)子-定子之間那樣，如WO99/08782所述。
其他已知用于機(jī)械細(xì)胞分解方法中的技術(shù)，例如高速球碾磨(ball milling)可用來進(jìn)行勻漿化。超聲方法也可用。
本發(fā)明優(yōu)選方面提供了生產(chǎn)飼料或飼料組分，例如可口性提高物質(zhì)(例如口味提高劑)的方法，所述方法包含下列步驟(a)制備微生物培養(yǎng)物的水漿液，其包含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌可選與一或多種異養(yǎng)型細(xì)菌的組合；(b)可選勻漿化所述漿液，優(yōu)選使所述勻漿經(jīng)受能夠進(jìn)行細(xì)胞分解的壓力下降，例如40MPa-120MPa，優(yōu)選50MPa-110MPa，特別為60MPa-100MPa的壓力下降，來生產(chǎn)勻漿化產(chǎn)物；并且(c)使所得產(chǎn)物自溶。
自溶后，優(yōu)選在溫度58-75℃，優(yōu)選65-69℃，例如約67℃加熱所述自溶產(chǎn)物。
所述自溶產(chǎn)物包含可溶和不可溶細(xì)胞物質(zhì)的混合物。盡管這可被直接(即無進(jìn)一步加工)用作食品中的組分或前體(例如作為可口性提高調(diào)味組分)，還是優(yōu)選分離所述不可溶細(xì)胞物質(zhì)。這可以通過本領(lǐng)域已知分離方法，優(yōu)選通過過濾，例如超濾來進(jìn)行。可在溫度40-75℃，例如50-70℃進(jìn)行超濾，可有效濾出能夠穿過(cross)所述濾膜的核苷酸和其他小分子。主要用于食品，例如提高可口性制劑生產(chǎn)的是此可溶或可滲透部分。在超濾中所用的尺寸排阻通常在約20kD的范圍。然而，可用截留分子量(MW cut-off)為10-100kD的濾膜。為提高產(chǎn)物的產(chǎn)量，可在附加的超濾步驟后用水重復(fù)清洗所述自溶產(chǎn)物(例如至多5次，例如至多3次)。
在分離所述自溶產(chǎn)物后，所述可溶部分的固體含量預(yù)期為3-8重量％。谷氨酸和游離氨基酸的含量(以干物質(zhì)為基)預(yù)期分別為約5-11％和40-50％。
如果需要，所述產(chǎn)物水含量的進(jìn)一步降低可通過本領(lǐng)域已知蒸發(fā)方法來完成。例如，可用它來生產(chǎn)固體含量為20-70重量％，例如約為30％的產(chǎn)物。合適的蒸發(fā)方法包括降升膜式(falling-raising film)蒸發(fā)法，降膜式(fallingfilm)蒸發(fā)法和閃蒸法(flash evaporation)。必要的話，所述蒸發(fā)步驟可重復(fù)多次，例如三次。蒸發(fā)過程中如果出現(xiàn)起泡問題，可加入抗起泡劑，如KirnolV39360(得自Gruau Illertissen GmbH，Germany)。需要避免起泡的抗泡劑的量可很容易由那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來確定?？古輨┑拇笾碌牧靠蔀?.01-0.05重量％，例如約0.02％。
在蒸發(fā)所述產(chǎn)物后優(yōu)選立即冷卻，例如到5-20℃的溫度，例如約15℃的溫度。
通常，所述產(chǎn)物還用本領(lǐng)域已知的噴霧干燥(spray drying)技術(shù)來處理?？捎萌魏纬Ｓ玫膰婌F干燥器(spray drier)，有或無液化床(fluid bed)單位，例如購自APVAnhydro，Denmark的3型-SPD噴霧干燥器。優(yōu)選，噴霧干燥器的氣體進(jìn)氣口的溫度可為約140-250℃，出口溫度可為約80-95℃。優(yōu)選所得產(chǎn)物具有的水含量在約1-10重量％，例如2-7％。
所得產(chǎn)物吸濕性極強(qiáng)，因此應(yīng)該貯藏在低溫?zé)o濕氣的環(huán)境中(例如干袋子中)。
本文所述水解方法的結(jié)果是本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)物富含游離氨基酸，特別是谷氨酸，和肽。此產(chǎn)物顏色一般為白(pale)，口味(taste)中性，在水中高度可溶(例如完全可溶來生產(chǎn)1％的溫水溶液)。它們特別用作食品中的組分或前體，特別當(dāng)用作可口性提高劑或調(diào)味料時，例如可提高人或動物食物(例如動物飼料)的口味。
本發(fā)明另一方面提供了衍生自含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌生物量，或其衍生物(例如勻漿化衍生物)的自溶產(chǎn)物，該產(chǎn)物的氨基酸含量為40-80重量％，例如50-60％(基于干物質(zhì)計(jì)算)。本發(fā)明的優(yōu)選產(chǎn)物具有的谷氨酸含量為5-11％，例如8-10％(基于干物質(zhì)計(jì)算)。
本發(fā)明另一方面提供了本文所述的自溶物質(zhì)或其加工衍生物在飼料前體中或作為飼料前體，優(yōu)選作為可口性提高劑，例如作為口味組分的用途。
本發(fā)明另一方面提供了包含本文所述的自溶物質(zhì)或其加工衍生物的食品。
當(dāng)用作食品中的可口性提高劑時，所述自溶物質(zhì)或被加工的自溶物質(zhì)，將以使其口味和/或氣味可被食用者觀察到的有效量來使用。特別優(yōu)選，將它以提高所述食品可口性的有效量應(yīng)用。通常，可以0.1-4重量％，優(yōu)選至多2％的量來應(yīng)用它。其精確比例依靠數(shù)項(xiàng)因素，不僅僅是該產(chǎn)物所加入的食物的性質(zhì)，應(yīng)用的方式或包括它們的逐項(xiàng)(inclusion)等。合適的水平可容易為本領(lǐng)域技術(shù)人員確定。
本文所述自溶產(chǎn)物可被用作傳統(tǒng)酵母衍生物的替代物?？杉尤胨霎a(chǎn)物的食物包括人和動物食物。例如，可以將它摻入人食用的食品如湯，肉汁，調(diào)味品(dressings)，肉食品如肉球，乳液如蛋黃醬(mayonnaise)，等。
本文所述方法的副產(chǎn)物是在分離所述自溶物質(zhì)之后生產(chǎn)的殘留物(retentate)(即不可溶部分)。此產(chǎn)物一般包含組分如蛋白質(zhì)，脂肪和碳水化合物，所以具有高的營養(yǎng)價(jià)值。例如，此產(chǎn)物可具有如下特性水含量(根據(jù)M1011)測定)1-10wt.％，例如約4wt.％；灰含量(據(jù)歐共體委員會指示(EU Commission Directive)No.162/67/ 測定)3-12wt.％，例如約10wt.％；粗脂肪(Crude)(根據(jù)歐共體委員會指示No.93/28/ 測定)10-20wt.％，例如約15wt.％；粗蛋白質(zhì)(根據(jù)歐共體委員會指示No.72/199/ 測定)40-60wt.％，例如約54wt.％；RNA(根據(jù)M1052)測定)4-10wt.％，例如約6wt.％；DNA(根據(jù)M1052)測定)2-5wt.％，例如約3wt.％；總氨基酸含量(根據(jù)M2953)測定)39-41wt.％；總碳水化合物(根據(jù)M1404)測定)最多15％wt，例如1-12％wt，通常約10％wt；并且體內(nèi)可消化性(根據(jù)M1505)測定)N的65-85％，例如約N的65％。
1樣品中的水在105℃過夜蒸發(fā)。通過干燥之前和之后稱重來測定所述水含量。
2見Herbert等，Chemical Analysis of Microbial cells，Methods Microbiol.5B285-328，1971。
3見Waters AccQ.Tag Chemistry Package.Instruction Manual 052874TP，Rev.1，和Wandeln等Journal of Chromatography A，763，11-22。
4見Herbert等，Chemical Analysis of Microbial cells，Methods Microbiol.5B267-269，1971。
5見Boisen，CAB International，p.135-145，1991。
此副產(chǎn)品可用于食品，特別作為動物飼料的營養(yǎng)添加劑。也發(fā)現(xiàn)它具有好的乳化性質(zhì)，因此可用作任食品中的乳化劑。此產(chǎn)物及其在食品形式中的用途是本發(fā)明其他方面。
本發(fā)明現(xiàn)用如下非限制性實(shí)施例來更具體地詳述，參考如下附圖


圖1通過圖示來實(shí)施本發(fā)明方法的裝置；圖2顯示在本發(fā)明數(shù)種自溶物在超濾(截留分子量20,000D)后，所述干物質(zhì)含量作為溫育時間的函數(shù)；圖3顯示本發(fā)明數(shù)種自溶物，所述氮含量作為溫育時間的函數(shù)；圖4顯示本發(fā)明數(shù)種自溶物，所述MSG含量作為溫育時間的函數(shù)；圖5顯示本發(fā)明數(shù)種自溶物，所述α-N含量作為溫育時間的函數(shù)；圖6顯示本發(fā)明數(shù)種自溶物的游離氨基酸的含量；圖7顯示在本發(fā)明自溶產(chǎn)物(自溶物-3)，所述游離氨基酸含量作為溫育時間的函數(shù)；圖8通過圖示本發(fā)明自溶過程的時程；圖9是pH比時間的曲線(plot)；圖10是pH比時間的曲線；圖11是粘度比時間的曲線；并且圖12是粘度比時間的曲線；實(shí)施例1-制備自溶物將包含莢膜甲基球菌(Bath)(菌株NCIMB 11132)，DB3(菌株NCIMB13287)和DB5(菌株NCIMB 13289)的微生物培養(yǎng)物在環(huán)狀發(fā)酵罐中生產(chǎn)，該生產(chǎn)是通過在氨/礦物鹽培養(yǎng)基(AMS)在45℃，pH 6.5連續(xù)有氧發(fā)酵天然氣進(jìn)行的。每升此AMS培養(yǎng)基含如下物質(zhì)10mg NH3，75mg H3PO4·2H2O，380mg MgSO4·7H2O，100mg CaCl2·2H2O，200mg K2SO4，75mgFeSO4·7H2O，1.0mg CuSO4·5H2O，0.96mg ZnSO4·7H2O，120μgCoCl2·6H2O，48μg MnCl2·4H2O，36μg H3BO3，24μg NiCl2·6H2O和1.20μg NaMoO4·2H2O。
該發(fā)酵罐充滿在125℃被熱處理10秒的水。根據(jù)消耗量(consumption)調(diào)節(jié)不同營養(yǎng)物的加入。隨時間逐漸積累，用1-3％生物量(以干重為基)來進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵。
在工業(yè)連續(xù)離心機(jī)中以3,600rpm離心所述生物量，之后之后用排阻尺寸20,000道爾頓的膜進(jìn)行超濾。包含約12-20重量％的生物量的所得產(chǎn)物，然后可選在工業(yè)勻漿器中被勻漿化處理(壓力下降1000bar(100MPa)；入口溫度15℃)來生產(chǎn)勻漿化的生物量。
加熱所述12％的生物量懸液到最適反應(yīng)溫度55℃并通過加入NaOH將所述pH調(diào)節(jié)到7.0-7.5。溫育4小時，在此段時間中將所述物質(zhì)的溫度保持在50-55℃并將所述pH保持在7.0-7.5。
在溫育后，將生物量在溫度50-70℃用截留分子量約20kD的膜進(jìn)行超濾。必要的話，用水重復(fù)清洗所述生物量，之后在進(jìn)行再次超濾來提高所需的滲透物(permeate)產(chǎn)率，該滲透物含有約4.2重量％的干物質(zhì)。
冷卻所得滲透物并在蒸汽處理之前將其貯藏在密封的容器中。
在有抗起泡劑時，在溫度60-70℃蒸發(fā)會進(jìn)一步將所述滲透物的固體含量增加到約35重量％。
實(shí)施例2-自溶物制備和性質(zhì)方法根據(jù)下述步驟生產(chǎn)自溶物1.如實(shí)施例1所述通過發(fā)酵步驟生產(chǎn)微生物培養(yǎng)物(生物量)。通過離心將所收集的生物量濃縮到以干固體為基的6-8％。
2.勻漿化壓力從1000bar降到0bar。
3.將所述勻漿物(homogenizate)超濾處理。
4.如表1調(diào)節(jié)所述物濃度和pH(見下)。
5.溫育4小時。
6.溫育后，分離出1.1L過濾物(20,000截留分子量)。
7.在90℃加熱所述濾過物10分鐘。
8.消毒后，冷卻所述自溶物并將其置于冰箱(freezer)中。
9.過濾(干固體最多20％)。
10.冷卻所述濃縮物并噴霧干燥(入口/出口溫度200℃/90℃)，并將所述樣本標(biāo)為自溶物1-5。
表1自溶物1-5的生產(chǎn)參數(shù)

*這是勻漿化的生物量在用截留分子量20,000D過濾后的殘留物。
在超濾過程中(步驟6)，所述產(chǎn)物(即所述過濾物或滲透物)的性質(zhì)在各步中測定。在開始溫育后30分鐘，1小時，2小時和3小時取出100mL的過濾物(自溶物-5的樣本只檢測最多1小時)。如步驟7所述消毒每個過濾樣本。每個樣本(和終產(chǎn)物樣本，即4小時溫育后)，測定干物質(zhì)含量然后凍干所述樣本。分析所述凍干樣本的如下性質(zhì)蛋白，氨基-氮，MSG(谷氨酸)和游離氨基酸含量。
結(jié)果和討論味道試驗(yàn)在味道試驗(yàn)中，只發(fā)現(xiàn)自溶物1-4和少量表達(dá)的自溶物3參照之間的味道差別最小?！敖湍肝?yeasty note)”的程度可以和今日所用的標(biāo)準(zhǔn)淡酵母(standard light yeast)相比。自溶物-5的味道不好。
化學(xué)分析制備自溶物1-4中，取0.5，1，2，3和4小時的樣本來測定所述產(chǎn)物如何隨時間形成(develop)。
圖2顯示多種樣本的干物質(zhì)含量在超濾(截留分子量20,000D)后隨時間的增加。所述結(jié)果顯示，當(dāng)所述溫育溫度為45-55℃并且所述pH在7-8時，所述自溶過程進(jìn)展(progresses)基本呈線性。0.5小時后約30％的干物質(zhì)，2小時后約40％的干物質(zhì)，4小時后約48％的干物質(zhì)通過了濾膜(filter)。較早的試驗(yàn)表明24小時溫育后約55％的干物質(zhì)通過了濾膜。圖3顯示在溫育時間為2-4小時時，所述產(chǎn)物中的氮含量(蛋白質(zhì)，肽和游離氨基酸)為約11重量％。
2小時溫育后，所述自溶物的MSG(谷氨酸)含量基本恒定(見圖4)。相對MSG含量通常為3-7％的常用酵母自溶物，特別優(yōu)選為8-9重量％的谷氨酸含量。
圖5顯示所述自溶物中蛋白質(zhì)的水解程度(α-N表示產(chǎn)物中存在的自由α-氨基基團(tuán)的數(shù)目)。所述產(chǎn)物的水解程度的計(jì)算如此計(jì)算α-N×100％/N。對于本發(fā)明水解程度為約60％的每種自溶物，其顯示所述產(chǎn)物的一大部分由游離氨基酸組成。這通過氨基酸分析來確定(見表2)，該分析顯示所述自溶物的50-60％由游離氨基酸組成。
圖6顯示在表1所列的條件下溫育4小時后，所述自溶物的氨基酸組分。
在不同的自溶條件下，絕大部分釋放出等同量的所述氨基酸。如所預(yù)計(jì)的，在自溶物-3中觀察到高含量的精氨酸，在A-1和A-2中觀察到大量的脯氨酸。與A-5比較表現(xiàn)出脯氨酸的釋放與45℃的溫育溫度相關(guān)。A-1的谷氨酸含量比其它產(chǎn)物的谷氨酸含量低。只在A-1和A-3(在pH 7溫育)觀察到少量谷氨酰胺。此小變化提示是相同的酶在所研究的加工條件(pH7-8和溫育溫度45-55℃)起作用(operate)。
圖7顯示A-3的游離氨基酸含量作為對于時間的函數(shù)。氨基酸分布圖(profile)中在溫育0.5-4小時中看不到特別的不同，這意味著所述溫育時間基本根據(jù)所需的超濾后產(chǎn)率來選擇(見圖2)。
結(jié)論可以改變開始物質(zhì)的干物質(zhì)含量(步驟1)和溫育時間，而不影響所述自溶產(chǎn)物的重要參數(shù)(高M(jìn)SG和游離氨基酸含量，總?cè)芙舛?，白色，適中口味)。干物質(zhì)或溫育時間增加降低產(chǎn)率?？筛鶕?jù)剩余副產(chǎn)品中蛋白水解的所需程度來確定最適產(chǎn)率。
表1貓薄荷(土荊芥)香精油商品試樣和經(jīng)蒸汽蒸餾純化后的餾分中存在的荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的13C化學(xué)位移和摩爾％值

該分析表明，荊芥內(nèi)酯以下述的比例存在于所述油中80.2摩爾％順式，反式-荊芥內(nèi)酯，17.7摩爾％反式，順式-荊芥內(nèi)酯和2.1摩爾％順式，順式-荊芥內(nèi)酯。這些數(shù)據(jù)表明，在純化物質(zhì)中的荊芥內(nèi)酯比例為84.5mol％順式，反式-荊芥內(nèi)酯，14.3摩爾％反式，順式-荊芥內(nèi)酯和1.2摩爾％順式，順式-荊芥內(nèi)酯。對該純化餾分的GC-MS分析表明其主要由這些荊芥內(nèi)酯(m/z為166)組成，伴有微量倍半萜類石竹烯和葎草烯(數(shù)據(jù)沒有給出)。
實(shí)施例2二氫荊芥內(nèi)酯的制備將如實(shí)施例1所述由貓薄荷油經(jīng)蒸餾得到的107g荊芥內(nèi)酯餾分溶解于乙醇(200ml)，并置于裝有12.7g 2％Pd/SrCO3(Aldrich41，461-1)的Fisher-Porter瓶中。試管排空和用H2充氣兩次，然后<p>實(shí)施例3-自溶物制備根據(jù)下述步驟生產(chǎn)自溶物1.如實(shí)施例1所述通過發(fā)酵步驟生產(chǎn)微生物培養(yǎng)物(生物量)。通過離心將所收集的生物量濃縮到以干固體為基的12-22％。
2.勻漿化壓力從1000bar降到0bar。
3.自溶分別調(diào)節(jié)溫度和pH為50-55℃和7.0-7.5。
4.溫育至多4小時。
5.通過加熱所述產(chǎn)物到70-90℃來對其消毒。
6.噴霧干燥所述產(chǎn)物(入口/出口溫度180-250℃/90℃)。
實(shí)施例4-自溶物方法根據(jù)下述步驟生產(chǎn)自溶物1.如實(shí)施例1所述生產(chǎn)微生物培養(yǎng)物。通過離心和/或超濾將所收集的生物量濃縮到以干固體為基的12-22％。
2.勻漿化壓力從1000bar降到0bar。
3.自溶分別調(diào)節(jié)溫度和pH為50-55℃和7.0-7.5。
4.自溶過程中溫育2-6小時。
5.勻漿化壓力從1000bar降到0bar。
6.將所述產(chǎn)物加熱到65-95℃。
7.噴霧干燥所述產(chǎn)物(入口/出口/加料(feed)180-300℃/70-95℃/15-70℃)。
過程實(shí)例見圖8。其中A＝加熱，B＝自溶，C＝冷卻。
分析上述方法的自溶產(chǎn)物。其結(jié)果見下表3所示。
表3


百分比為重量百分比C1濃縮物自溶前進(jìn)行勻漿化R1殘留物自溶前進(jìn)行勻漿化C濃縮物自溶R殘留物自溶離心后物質(zhì)和離心后繼續(xù)超濾的物質(zhì)的自溶結(jié)果基本相同。然而，當(dāng)樣本在自溶之前已經(jīng)勻漿化，會有很大不同。
實(shí)施例5-自溶物的α-氨基含量實(shí)施例1所產(chǎn)生的細(xì)菌培養(yǎng)物(5℃)在900-1000bar勻漿化，并且貯藏在容器中。勻漿化后，將溫度升高到44.5℃。
無溫度控制下貯藏一個樣本，在4℃無pH外部控制貯藏一個樣本。手工記錄pH。
表4在貯藏勻漿化培養(yǎng)物時，溫度、pH和α-氨基氮(α-N)占干物質(zhì)的百分比


無溫度控制的實(shí)驗(yàn)顯示開始溫度為44.5℃，pH為6.6。24小時后，所述溫度為22℃，pH為5.1。在貯藏中所述α-氨基N從1％增加為2％。
帶冷卻參比樣本的實(shí)驗(yàn)顯示pH無變化。為使此樣本pH下降，需要進(jìn)一步貯藏。在貯藏中所述α-氨基N從1％增加為1.34％。
表4顯示所述勻漿化培養(yǎng)物的α-氨基氮含量為所述干物質(zhì)的1-2％，甚至在貯藏時間延長后。
水解程度的定義為所斷裂的肽鍵百分比。每水解一個肽鍵形成一個自由α-氨基酸。足以產(chǎn)生口味產(chǎn)品的自溶可用所述干物質(zhì)的α-氨基酸氮百分比來限定。得到(achieve)口味產(chǎn)品的自溶會使α-氨基氮含量為2-6％，3-5％，或通常為4％wt。例如，基礎(chǔ)培養(yǎng)物包含1-1.1％的α-氨基氮，而所述勻漿化產(chǎn)物在如上表4所示的貯藏條件下包含1-2％的α-氨基氮?？赏ㄟ^在pH 7-7.5，溫度40℃以上滴定來進(jìn)一步增加所述勻漿化產(chǎn)物的α-氨基氮。另一方面，pH 5-5.5會使所述生物量穩(wěn)定。
實(shí)施例6-在自溶初始階段控制pH和粘度在1000bar勻漿化濃縮物(即離心后收集的物質(zhì))和殘留物(即超濾后收集的物質(zhì))，通過熱交換手段控制溫度。
下表5和表6顯示加工參數(shù)。
表5-在分批實(shí)驗(yàn)至多9小時時，溫度和勻漿化濃縮物的干物質(zhì)含量。C-濃縮物。

表6-在分批實(shí)驗(yàn)至多9小時時，溫度和勻漿化殘留物的干物質(zhì)含量。R-殘留物。

進(jìn)行分批實(shí)驗(yàn)涉及監(jiān)測儀器，緩沖液釜(tank)和勻漿器。圖9顯示的是實(shí)驗(yàn)概述，其中A為濃縮物或殘留物，1是溫度對照，2是Red.OX電極，3是pH電極，4是在1000bar的勻漿器，5是培養(yǎng)基進(jìn)料流(medium feed stream)，6是產(chǎn)物，7是攪拌器，8是自溶反應(yīng)器。
在裝備了反應(yīng)器模型(Model)FS-314(New Brunswick Scientific Co.Inc NewYersey)的發(fā)酵罐發(fā)動機(jī)集合模型(Fermentor Drive Assembly Model)No.M1200-200中進(jìn)行勻漿化生物量的分批水解，其總?cè)萘繛?4L，工作容量為10L。如果沒有另外闡述，將反應(yīng)器浸泡在控溫水浴(1℃)，進(jìn)行持續(xù)攪拌。輸入(log)pH。從外部檢查內(nèi)部pH。反應(yīng)器操作不需要充氣(aeration)，并且攪拌速度為100-300rpm。
如果沒有另外闡述，在持續(xù)攪拌下泵出(pumping)所述生物量來抽出所述樣本。此種情況下，測定pH和粘度。之后凍存樣本作以后的分析。
從攪拌釜反應(yīng)器中取出樣本，用Brookfield粘度計(jì)在2.5rpm，5rpm，10rpm，30rpm，50rpm和100rpm立即測定。在結(jié)果部分只給出了在30rpm的測定。
結(jié)果和討論圖10和圖11顯示所述pH分別作為勻漿化濃縮物和殘留物的時間的函數(shù)。
見圖10和圖11，在15℃，5-9小時后，勻漿化濃縮物和殘留物的pH穩(wěn)定。在較高溫度，所述pH從6.2-6.4下降到5.2-5.4，并且pH下降率隨時間增加。對于勻漿化殘留物，所述pH下降率幾乎是勻漿化濃縮物速度的兩倍。濃縮物和殘留物的不同可用所述生物量在不同加工步驟的干物質(zhì)含量或其狀態(tài)解釋。然而，最終所有試驗(yàn)都穩(wěn)定在pH 5-5.5。
下降的pH可能由于由有限的肽降解和/或糖轉(zhuǎn)化所形成的酸。糖轉(zhuǎn)化可被用來在自溶物的自溶步驟之前降低還原糖的含量。水解程度(DH)被定義為所斷裂的肽鍵百分比。每水解一個肽鍵形成一個自由α-氨基酸。所述產(chǎn)品可用所述干物質(zhì)的α-氨基酸氮百分比來限定。得到口味產(chǎn)品(如上所述)的自溶會使α-氨基氮含量為2-6％，3-5％，或通常4％。
圖12和圖13顯示攪拌反應(yīng)器中勻漿化濃縮物和殘留物的粘度作為各自的時間的函數(shù)。
圖12和圖13顯示所述勻漿化濃縮物的粘度低于所述殘留物的粘度。在攪拌時，勻漿化濃縮物的粘度低于10cP。勻漿化殘留物粘度高于20cP。作為時間的函數(shù)，所述粘度顯示微小變化1小時后除了35℃的濃縮物實(shí)驗(yàn)，其中粘度在4小時后增加。
所述粘度隨溫度下降。干物質(zhì)增加會提高粘度。所述粘度作為溫度，pH和濃度的函數(shù)，應(yīng)在加工過程中予以控制。例如，可以避免理想的粘度累積從而之后可進(jìn)行混合(在滴定過程中)。
如果在實(shí)驗(yàn)室平臺貯藏勻漿化殘留物或濃縮物，其粘度增加。這些勻漿也發(fā)展成為高粘度的膠樣物質(zhì)。然后，將勻漿化殘留物貯藏在溫度控制條件下不充氣、不攪拌的反應(yīng)器中。此時不監(jiān)測pH。
圖14顯示勻漿化殘留物的粘度作為時間的函數(shù)，其中在點(diǎn)A所述物質(zhì)發(fā)展成為生面團(tuán)樣(dough like)物質(zhì)，粘度極大，在B停止測量，在C溶解所述生面團(tuán)。
與所攪拌的產(chǎn)物相比，根本無需攪拌粘度也會增加。所述勻漿化殘留物的粘度的增加，作為時間的函數(shù)，并且所述粘度在較高溫度增加得更快。在35℃的粘度增加低于27℃的粘度增加，但35℃的起始粘度(和干物質(zhì))低于27℃的。
未攪拌的勻漿由于氣體形成和聚集作用得到大量體積的生面團(tuán)樣物質(zhì)。因此，理想的話，應(yīng)該攪拌所述勻漿化的物質(zhì)來避免粘度和體積增加。
粘度增加可能是由于來自所述勻漿化生物量的聚合物和細(xì)胞碎片的聚集而造成的。聚集使所貯藏的勻漿化生物量的粒徑為10-100μm，然而新鮮的勻漿化勻漿微粒小于1.5μm。
應(yīng)該理想控制勻漿化后的條件，來獲得相對粘度好的加工條件。
不滴定的話，所述pH會下降。此pH下降率隨溫度(15-45℃)上升，并且所述pH可能會反映肽降解和來自糖轉(zhuǎn)化的酸形成。勻漿化生物量的pH在15℃穩(wěn)定5-9小時，這表示反應(yīng)速度低，而45℃使pH突然從6.2下降到5.2。所有實(shí)驗(yàn)中，所述pH穩(wěn)定于5-5.5。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)飼料或飼料組分的方法，所述方法包括使包含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌的微生物培養(yǎng)物或其衍生物自溶。
2.生產(chǎn)飼料或飼料組分的方法，所述方法包含下述步驟(a)制備微生物培養(yǎng)物的水漿液，其包含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌可選與一或多種異養(yǎng)型細(xì)菌的組合；(b)可選均質(zhì)化所述漿液；并且(c)使所得產(chǎn)物自溶。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其還包含分離所述自溶產(chǎn)物的步驟。
4.權(quán)利要求1到3任一的方法，其中所述培養(yǎng)物已經(jīng)用甲烷作為碳源來生產(chǎn)。
5.權(quán)利要求1到4任一的方法，其中所述培養(yǎng)物包含莢膜甲基球菌。
6.權(quán)利要求1到5任一的方法，其中所述培養(yǎng)物還包含異養(yǎng)型細(xì)菌。
7.權(quán)利要求1到6任一的方法，其中自溶在溫度至少25℃進(jìn)行。
8.通過權(quán)利要求1到7任一的方法得到的自溶產(chǎn)物。
9.一種自溶產(chǎn)物，其衍生自含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌的生物量或其衍生物，該產(chǎn)物具有的氨基酸成分為干物質(zhì)量為40-80重量％。
10.權(quán)利要求9的產(chǎn)物，其具有的谷氨酸內(nèi)含物為干物質(zhì)量為的5-11重量％。
11.權(quán)利要求8到10任一的自溶物質(zhì)或其加工衍生物，在飼料前體中或作為飼料前體的用途。
12.權(quán)利要求8到10任一的自溶物質(zhì)或其加工衍生物作為寵物飼料添加劑的用途。
13.一種食品，其包含權(quán)利要求8到10任一的自溶物質(zhì)或其加工衍生物。
14.權(quán)利要求13的食品，其為狗食物或向其加入的添加劑。
15.權(quán)利要求13的食品，其為魚食。
16.權(quán)利要求15的食品，其為丸狀可擠壓的魚食。
全文摘要
生產(chǎn)飼料或飼料組分，例如可口性提高制劑的方法，所述方法包含使包含甲烷營養(yǎng)型細(xì)菌的微生物培養(yǎng)物自溶。
文檔編號A23K1/18GK1642441SQ03806228
公開日2005年7月20日 申請日期2003年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月12日
發(fā)明者艾納·莫恩, 亨里克·埃里克森, 簡·拉森 申請人:諾弗姆公司