用于制造具有改進(jìn)糖特性的生物產(chǎn)品的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)固體生物產(chǎn)品的方法以及能夠通過該方法獲得的固體生物產(chǎn)品，其中至少80％的原始不可消化的寡糖(棉子糖、水蘇糖和毛蕊花糖)成分已被降解成可消化的單糖和二糖，所述方法包括以下步驟：1)提供經(jīng)研磨或經(jīng)薄片化或經(jīng)其他方式碎裂之生物質(zhì)的混合物，該混合物包含寡糖和任選的多糖，并且還包含蛋白質(zhì)性植物部分、水以及一種或更多種包含α-半乳糖苷酶的酶制備物；2)在持續(xù)混合下以及起始混合物中的水含量不超過按重量計(jì)65％的條件下，于約20℃至65℃的溫度下使從步驟(1)得到的所述混合物反應(yīng)0.15小時(shí)至36小時(shí)；3)以使所述α-半乳糖苷酶失活的溫度和時(shí)間孵育從步驟(2)得到的反應(yīng)混合物。本發(fā)明還涉及所述生物產(chǎn)品的用途，以及包含所述固體生物產(chǎn)品的食品、飼料、化妝品或藥物產(chǎn)品或者營養(yǎng)補(bǔ)充劑。
【專利說明】用于制造具有改進(jìn)糖特性的生物產(chǎn)品的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)具有改進(jìn)糖特性的生物產(chǎn)品的方法，所述糖特性為富含單糖 和蔗糖成分，并且不可消化的寡糖含量降低。本發(fā)明還涉及一種方法，其中原始存在的或由 α-半乳糖苷酶提供的可發(fā)酵糖可被真菌或細(xì)菌進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。
[0002] 本發(fā)明還涉及可通過所述方法得到的產(chǎn)品，以及所得產(chǎn)品的用途。

【背景技術(shù)】
[0003] 需要主要可用作食品或飼料中的成分的生物產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品中的基本組分是蛋 白質(zhì)、脂肪和碳水化合物。
[0004] 適于這樣的產(chǎn)品的生物質(zhì)是草類和含油作物，例如種子、谷類和豆類。谷類具有 基于干物質(zhì)商至15%的蛋白質(zhì)含量，例如小麥，?類具有基于干物質(zhì)商至45%的蛋白質(zhì)含 量，例如大豆。
[0005] 尤其與豆類有關(guān)的一個(gè)一般性問題是，所含的不可消化的寡糖在腸胃中發(fā)酵時(shí)會(huì) 導(dǎo)致胃腸氣脹。寡糖棉子糖、水蘇糖和毛蕊花糖的存在可通過浸漬于水中或通過用α-半 乳糖苷酶進(jìn)行酶促水解來減少。與此相關(guān)的問題是，浸漬或通過酶促處理時(shí)要在80%或更 高的相對較高的水含量下進(jìn)行，由于水的使用而增加了終產(chǎn)品的成本。
[0006] US 6, 238, 725 Bl公開了一種制備豆科植物的方法，其中通過在水中浸漬來去除 導(dǎo)致胃腸氣脹的寡糖。
[0007] WO 02/15712 Α2公開了一種通過使用α-半乳糖苷酶來制造大豆蛋白產(chǎn)品的方 法，其中在該方法中水含量為80%至90%。所得的大豆產(chǎn)品具有最低為60%的蛋白質(zhì)含 量，和低于5%的棉子糖和水蘇糖的總含量。
[0008] US 2003/019041 Al公開了通過使用糖苷酶（α-半乳糖苷酶）制造大豆蛋白濃縮 物的方法，其中根據(jù)實(shí)施例，該方法中的水含量為約90%。在水解后，通過超濾除去碳水化 合物和鹽。所得的大豆?jié)饪s物具有最低為65%的蛋白質(zhì)含量，和低于4%的棉子糖和水蘇 糖的組合含量。
[0009] WO 2009/143591公開了通過使用酶來加工大豆的方法，所述酶能夠在最多35% 的水含量下將不溶性多糖轉(zhuǎn)化為可溶性糖并且水解蛋白質(zhì)。降解水平未公開。
[0010] 本發(fā)明的目的是提供用于生產(chǎn)具有改進(jìn)糖特性之生物產(chǎn)品的方法，所述糖特性為 富含單糖和蔗糖，并且不可消化的寡糖含量降低，由于在方法中的低水含量，該方法可以以 較低成本進(jìn)行。
[0011]另一個(gè)目的是提供這樣的方法，其中原始存在或通過α-半乳糖苷酶提供的可發(fā) 酵糖可用真菌（例如酵母）和/或細(xì)菌（例如乳酸桿菌（Lactobacillus))進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。
[0012] 這些目的通過本發(fā)明的方法和產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 因此，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)固體生物產(chǎn)品的方法，其中至少80%的原始不可消化 的植物寡糖（棉子糖、水蘇糖和毛蕊花糖）成分已經(jīng)被降解成可消化的單糖和二糖，所述方 法包括以下步驟：
[0014] 1)提供經(jīng)研磨（milled)或經(jīng)薄片化（flaked)或經(jīng)其他方式破碎 (disintegrated)之生物質(zhì)的混合物，所述混合物包含寡糖和任選的多糖，并且還包含蛋白 質(zhì)性植物部分、水以及一種或更多種包含α -半乳糖苷酶的酶制備物；
[0015] 2)在持續(xù)混合下以及起始混合物中的水含量不超過按重量計(jì)65 %的條件下于約 20°C至65°C的溫度下使從步驟（1)得到的所述混合物反應(yīng)0. 15小時(shí)至36小時(shí)；
[0016] 3)以使所述α -半乳糖苷酶失活的溫度和時(shí)間孵育從步驟（2)得到的反應(yīng)混合 物。
[0017] 意想不到的是，所述酶促水解（即，通過與水反應(yīng)進(jìn)行的催化分解）可在水含量不 超過按重量計(jì)65%的條件下進(jìn)行。一般來說，由于與底物的機(jī)械接觸問題，低水含量趨于減 慢反應(yīng)?，F(xiàn)階段要給出科學(xué)的解釋也是推測性的。底物的預(yù)處理、α-半乳糖苷酶的活性 以及反應(yīng)期間的混合方法之組合被認(rèn)為是關(guān)鍵因素。
[0018] 其益處在于，由于處理期間的低水含量，從所述方法得到的產(chǎn)品僅含少量的水，因 此，由于需要除去少量水，所述產(chǎn)品的干燥可以以低成本進(jìn)行。
[0019] 本發(fā)明還提供了可通過根據(jù)本發(fā)明的方法得到的固體生物產(chǎn)品，所述生物產(chǎn)品包 含按干物質(zhì)的重量計(jì)高至約60%的量的植物蛋白質(zhì)，并且任選地，按重量計(jì)高至25%的量 的甘油酯。
[0020] 本發(fā)明還提供了可通過權(quán)利要求13至20限定的方法得到的固體生物產(chǎn)品。
[0021] 最后，本發(fā)明提供了包含按重量計(jì)1%至99%的根據(jù)本發(fā)明的固體生物產(chǎn)品的食 品、飼料、化妝品或藥物產(chǎn)品或者營養(yǎng)補(bǔ)充劑。
[0022]
[0023] 在本發(fā)明的上下文中，除非本說明書中另有限定，否則以下術(shù)語旨在包括如下。
[0024] 術(shù)語"約"、"左右"、"大約"或"?"意在表示例如本領(lǐng)域中通常存在的測量不確定 度，其可為例如+/_1%、2%、5%、10%、20%或甚至50%的數(shù)量級(jí)。
[0025] 術(shù)語"包含/包括"應(yīng)解釋為列舉所陳述的一個(gè)/種或更多個(gè)/種部分、步驟、特 征、組合物、化學(xué)物質(zhì)或組分的存在，但是并不排除一個(gè)/種或更多個(gè)/種另外的部分、步 驟、特征、組合物、化學(xué)物質(zhì)或組分的存在。例如，包含一種化合物的組合物可因此包含另外 的化合物等。
[0026] 術(shù)語"不可消化的"應(yīng)解釋為不可被人和單胃/非反芻動(dòng)物消化的。
[0027] 術(shù)語"至少80%的原始不可消化的寡糖成分已被降解"應(yīng)解釋為說明不可消化的 寡糖總含量的至少80%已被降解，并且其還包括在產(chǎn)品中一種類型的寡糖可比另一種類型 的寡糖發(fā)生更大程度的降解，即使其中一種類型的寡糖可僅低程度地降解，只要原始-開 始的-寡糖的總含量已如所指定地降低了至少80%即可。
[0028] 牛物質(zhì):
[0029] 包括通過光合作用產(chǎn)生并且可在工業(yè)生產(chǎn)中用作原料的生物材料。
[0030] 在本文中，生物質(zhì)是指草類、谷類、種子、堅(jiān)果、菜豆（bean)以及豌豆等及其混合 物形式的植物物質(zhì)。
[0031] 此外，由于蛋白質(zhì)含量和組成，優(yōu)選為包含豆類的生物質(zhì)。它們還包含包括α -半 乳糖苷的碳水化合物。一般主要的α-半乳糖苷是水蘇糖，但是在豌豆中主要的寡糖是毛 蕊花糖。
[0032] 以其他方式碎裂:
[0033] 意指通過蒸煮和/或浸透（maceration)和/或酸或堿加壓蒸煮 (pressure-cooking)或者超聲處理來碎裂。
[0034] 碳水化合物:
[0035] 包括單糖、二糖、寡糖和多糖。
[0036] C5糖（戊糖）是其中組分單體糖由具有五個(gè)碳原子的環(huán)構(gòu)成的碳水化合物，例如 阿拉伯糖。
[0037] C6糖（己糖）是其中組分單體糖由具有六個(gè)碳原子的環(huán)構(gòu)成的碳水化合物，例如 半乳糖。
[0038] 宴糖和多糖:
[0039] 寡糖是含有少量（包括多至例如8至10個(gè)）組分單體糖的糖類聚合物，也稱為 簡單糖（simple sugar)。典型實(shí)例有三糖棉子糖（D-半乳糖-al，6_D-葡萄糖-α?， i3 2-D_果糖）、四糖水蘇糖（D-半乳糖-a 1，6-D_半乳糖-a 1，6-D_葡萄糖-a 1，0 2-D-果 糖）以及戊糖毛蕊花糖（D-半乳糖-a 1，6_D_半乳糖-a 1，6_D_半乳糖-a 1，6_D_匍萄 糖-a I，β 2_D_ 果糖）。
[0040] 多糖是含有大量組分單體糖的糖類聚合物，也稱為復(fù)合碳水化合物。如果單體糖 種類相同，則該多糖稱為同多糖，而如果存在多于一種種類時(shí)，則稱為異多糖。
[0041] 實(shí)例包括貯藏多糖（例如淀粉）和結(jié)構(gòu)多糖（例如纖維素和阿拉伯木聚糖）。
[0042] 蛋白質(zhì)件材料:
[0043] 包括由氨基酸以線性鏈排列并通過稱為肽鍵的鍵連接在一起而構(gòu)成的有機(jī)化合 物。鏈長度為多至約50個(gè)氨基酸時(shí)，該化合物稱為肽；更高分子量的有機(jī)化合物稱為多肽 或蛋白質(zhì)。
[0044] 脂肪:
[0045] 包括由脂肪酸與甘油形成的酯。一分子的甘油可與一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)脂肪酸分子 酯化，分別形成甘油一酯、甘油二酯或甘油三酯。通常來說，脂肪主要由甘油三酯和少量卵 磷脂、固醇類等組成。如果脂肪在室溫下是液體，則其一般被稱為油。對于本文中的油、月旨 肪和相關(guān)產(chǎn)品，參考"Lipid Glossary 2" ,F.D.Gunstone，The Oily Press，2004。
[0046] 甘油酯:
[0047] 包括甘油一酯、甘油二酯和甘油三酯。
[0048] 加工助劑：
[0049] L 酶
[0050] 酶是充當(dāng)催化劑的很大一類蛋白質(zhì)物質(zhì)。一般而言，酶被分為六類，落在本發(fā)明范 圍內(nèi)的主要類別可為轉(zhuǎn)移官能團(tuán)的轉(zhuǎn)移酶和水解多種鍵的水解酶。
[0051] 在本文中，糖苷水解酶很重要，尤其是α -半乳糖苷酶，其為水解包括半乳糖寡糖 和半乳糖-甘露糖的α-半乳糖苷中的末端α-半乳糖的酶，釋放D-半乳糖殘基。
[0052] 制備物中α -半乳糖苷酶的活性表示為單位/g的實(shí)際酶產(chǎn)品，并且通過使對硝基 苯基-a -D-吡喃半乳糖苷與水和酶在25°C下反應(yīng)10分鐘形成D-半乳糖和對硝基苯基，在 410nm處進(jìn)行分光光度監(jiān)測來測定。
[0053] -個(gè)α -半乳糖苷酶單位是每分鐘釋放一微摩（KT6摩爾）對硝基苯基的酶活性。
[0054] 酶的另一些實(shí)例包括：蛋白酶、肽酶、β -半乳糖苷酶、淀粉酶、葡聚糖酶、果膠酶、 半纖維素酶、植酸酶、酯肪酶、磷酯酶和氧化還原酶。
[0055] 2.棺物纟目分和有機(jī)加工試劑
[0056] 在本文中重要的一些功能性質(zhì)是：抗氧化性、抗菌作用、潤濕性以及酶刺激性。
[0057] 基于植物組分的清單巨大，但是最重要的如下：迷迭香（rosemary)、百里香 (thyme)、牛至（oregano)、類黃酮、酚酸、阜苷以及用于調(diào)節(jié)可溶性碳水化合物的來自啤酒 花的α-酸和β-酸，例如薄草酮（humulone)和蛇麻酮（lupolone)。
[0058] 此外，用于調(diào)節(jié)pH值、保存和螯合性質(zhì)的有機(jī)酸（例如山梨酸、丙酸、乳酸、檸檬酸 和抗壞血酸）及其鹽也是該組加工助劑的一部分。
[0059] 3.無機(jī)加工試劑
[0060] 包括能夠在加工期間保持發(fā)酵混合物免受細(xì)菌攻擊的無機(jī)組合物，例如亞硫酸氫 納等。
[0061] 終產(chǎn)品中的抗結(jié)塊劑（anticaking agent)和流動(dòng)改進(jìn)劑（flow improving agent)，例如娃酸錯(cuò)鉀等。
[0062] 經(jīng)加工的會(huì)品產(chǎn)品：
[0063] 包括乳制品、經(jīng)加工的肉制品、糖果、甜點(diǎn)、冰激淋甜點(diǎn)、罐裝廣品（canned product);冷凍干燥膳食、調(diào)味品（dressing)、湯、方便食品、面包、蛋糕等。
[0064] 經(jīng)加工的飼料產(chǎn)品：
[0065] 包括用于動(dòng)物的即用型飼料（ready-to-use feed)或飼料成分，所述動(dòng)物例如小 豬、小牛、家禽、毛皮動(dòng)物（furred animal)、綿羊、貓、狗、魚和甲殼動(dòng)物等。
[0066] 藥物產(chǎn)品：
[0067] 包括包含旨在用于治愈和/或減輕疾病或病癥之癥狀的一種或更多種生物活性 成分的產(chǎn)品（通常為片劑或顆粒狀形式）。藥物產(chǎn)品還包括可藥用賦形劑和/或載體。本 文公開的固體生物產(chǎn)品非常適于用作片劑或顆粒劑的可藥用成分。
[0068] 化妝品：
[0069] 包括旨在用于個(gè)人衛(wèi)生以及改善外觀的產(chǎn)品，例如護(hù)發(fā)素（conditioner)和沐浴 用制備物（bath preparation)。

【具體實(shí)施方式】
[0070] 通過本發(fā)明方法降解的不可消化的原始植物寡糖成分主要是棉子糖、水蘇糖和毛 蕊花糖。
[0071] 起始反應(yīng)混合物的水含量不超過按重量計(jì)65%,這表示,混合物中的干物質(zhì)含量 為至少35%。
[0072] 反應(yīng)時(shí)間為0. 15小時(shí)至36小時(shí)，溫度為約20°C至65°C。溫度可為例如25°C至 60°C、30°C至55°C、35°C至50°C、40°C至45°C不等；反應(yīng)時(shí)間可為例如10分鐘至36小時(shí)、 20分鐘至30小時(shí)、1小時(shí)至24小時(shí)、2小時(shí)至20小時(shí)、4小時(shí)至18小時(shí)、8小時(shí)至16小時(shí) 或12小時(shí)至14小時(shí)不等。
[0073] 在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，其還包括以I : 2至I : 400的真菌/細(xì)菌與 生物質(zhì)的干物質(zhì)比率向包含寡糖和/或多糖以及蛋白質(zhì)性植物部分的生物質(zhì)添加真菌（例 如活酵母）和/或細(xì)菌，且步驟（3)中的孵育以使得所述α -半乳糖苷酶以及真菌和/或 細(xì)菌失活的溫度和時(shí)間進(jìn)行。因此，包括干物質(zhì)比率為例如1 : 2、1 : 3、1 : 4、1 : 5、 1 : 6、1 : 7、1 : 8、1 : 9、1 : 10、1 : 20、1 : 30、1 : 40、1 : 50、1 : 60、1 : 70、1 : 80、 1 : 90、1 : 100、1 : 200和1 : 300。反應(yīng)混合物的孵育可在約70°C至150°C下進(jìn)行，例 如 85°C至 150°C，包括：70°C、75°C、80°C、85°C、86°C、87°C、88°C、89°C、90°C、91 °C、92°C、 93°C、94°C、95°C、96°C、97°C、98°C、99°C、100°C、105°C、IKTC、115°C、120°C、125°C、130°C、 135°C、140°C、145°C、150°C，孵育時(shí)間為0. 5分鐘至240分鐘，例如6分鐘至240分鐘，包括 0. 5分鐘、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘、5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘、10分鐘、15 分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘、90分 鐘、120分鐘、150分鐘、180分鐘、210分鐘和240分鐘。
[0074] 當(dāng)選擇孵育條件時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，當(dāng)采用非常高的溫度時(shí)，需要相對短的 孵育時(shí)間。
[0075] 在該實(shí)施方案中，反應(yīng)步驟（2)可在厭氧和/或好氧條件下進(jìn)行。
[0076] 在第二實(shí)施方案中，起始混合物中α-半乳糖苷酶制備物的量為按生物質(zhì)的重量 計(jì)0. 001 %至I. 0%，其中α -半乳糖苷酶制備物具有5, 000 α -半乳糖苷酶單位/克酶產(chǎn) 品的活性，和/或步驟（2)中的反應(yīng)在起始混合物中的水含量為按重量計(jì)30%至65%的條 件下進(jìn)行，這表示，所述混合物中干物質(zhì)的含量為按重量計(jì)35%至70%。
[0077] 因此，水含量可為例如35%至60%、40%至55%或45%至50%不等。因此，步驟 (1)中提供的反應(yīng)混合物的干物質(zhì)含量可相應(yīng)地為例如40 %至65 %、45 %至60 %或50 %至 55%不等，例如可為 45%、50%、55%、57· 5%、60%、62· 5%、65%或 67. 5%。
[0078] 所述一種或更多種α -半乳糖苷酶制備物的量可為例如〇. 01 %至1. 〇%、〇. 025% 至 0· 75%、0· 05%至 0· 5%、0· 075%至 0· 25%或 0· 1%至 0· 125%不等的具有 5, 000 α -半 乳糖苷酶單位/克酶產(chǎn)品的活性的α-半乳糖苷酶制備物。α-半乳糖苷酶制備物的活性 還可比5, 000 α -半乳糖苷酶單位/克酶產(chǎn)品更低或更高，例如5至200, 000,或100, 000至 150, 000, 50至50, 000或500至10, 000單位/克酶產(chǎn)品，只要酶的施加量與酶產(chǎn)品的強(qiáng)度 相適應(yīng)即可。α -半乳糖苷酶制備物的量和活性越高，則所需反應(yīng)時(shí)間一般越少，反之亦然。 酶【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員將意識(shí)到這一點(diǎn)。
[0079] 在第三實(shí)施方案中，步驟（2)中的反應(yīng)在一個(gè)或更多個(gè)非堅(jiān)直的、相互連接的槳 狀蝸桿（paddle worm)或連續(xù)蝸桿（continuous worm)運(yùn)送機(jī)（conveyer)中進(jìn)行，所述 運(yùn)送機(jī)具有用于反應(yīng)混合物和添加劑的入口裝置（inlet means)和用于產(chǎn)物的出口裝置 (outlet means)以及用于轉(zhuǎn)速、溫度和pH的控制裝置（control means)。該實(shí)施方案可為 如下變型，其中所述連續(xù)蝸桿運(yùn)送機(jī)可為任選改良型的單葉或多葉螺桿運(yùn)送機(jī)或者交叉螺 桿運(yùn)送機(jī)，其設(shè)計(jì)成運(yùn)輸反應(yīng)混合物，并同時(shí)抬升材料使得在不壓緊材料的情況下對其進(jìn) 行運(yùn)輸和攪拌。反應(yīng)步驟（2)還可在堅(jiān)直螺桿混合器（例如Nauta混合器）中進(jìn)行。
[0080] 在本發(fā)明方法的第四實(shí)施方案中，在步驟（1)、（2)和/或（3)的任意步驟中添加 一種或更多種加工助劑，例如包含來自啤酒花的α -酸和β -酸的啤酒花產(chǎn)品。所述一種 或更多種加工助劑還可以是如本申請上文的定義部分中所定義的酶、植物組分和/或有機(jī) 加工試劑和/或無機(jī)加工試劑。
[0081] 在第五實(shí)施方案中，可添加至生物質(zhì)的所述真菌和/或細(xì)菌為活酵母，選自釀 酒酵母菌株（Saccharomyces cerevisiae strain)，包括廢啤酒酵母（spent brewer' s yeast)、廢酒曲酵母（spent distiller's yeast)、紅酒生產(chǎn)中的廢酵母和面包酵母 (baker' s yeast);以及錯(cuò)樣芽胞桿菌菌株（Bacillus cereus strain)和發(fā)酵C5糖的酵 母菌株。所述活酵母的添加量可為〇. 25%至10%，例如0. 5%、1%、1. 5%、2%、2. 5%、3%、 3.5%、4%、4.5%、5%、6%、7%、8%或9。
[0082] 在第六實(shí)施方案中，生物質(zhì)中包含的所述蛋白質(zhì)性植物部分可為豆類，例如大豆、 豌豆、菜豆、羽扇豆；和/或谷類，例如小麥；和/或草類；并且還可如本申請的定義部分中 所定義的。在第七實(shí)施方案中，生物質(zhì)還可包含油和脂肪，例如來自含油植物種子（例如油 菜種子和大豆）的，并且還可如本申請上文的定義部分中所定義的。
[0083] 在第八實(shí)施方案中，干燥從步驟（3)得到的反應(yīng)混合物，使水含量不多于按重量 計(jì) 10%。
[0084] 在另一些實(shí)施方案中，所述起始混合物中一種或更多種α-半乳糖苷酶制備物 的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的重量計(jì)〇. 25%至1. 0%，其中所述α -半乳糖苷酶制備物具有 5, 000 α-半乳糖苷酶單位每克酶產(chǎn)品的活性，并且所述步驟（2)中的反應(yīng)在30°C至60°C的 溫度下進(jìn)行4小時(shí)至36小時(shí)；或者
[0085] 所述起始混合物中一種或更多種α -半乳糖苷酶制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì) 的重量計(jì)0. 25%至1. 0%，其中所述α -半乳糖苷酶制備物具有5, 000 α -半乳糖苷酶單位 每克酶產(chǎn)品的活性，并且所述步驟（2)中的反應(yīng)在50°C至60°C的溫度下進(jìn)行4小時(shí)至36小 時(shí)；或者所述起始混合物中一種或更多種α-半乳糖苷酶制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的 重量計(jì)0. 01 %至I. 0 %，其中所述α -半乳糖苷酶制備物具有5, 000 α -半乳糖苷酶單位每 克酶產(chǎn)品的活性，并且所述步驟（2)中的反應(yīng)在50°C至60°C的溫度下進(jìn)行8小時(shí)至36小 時(shí)；或者所述起始混合物中一種或更多種α-半乳糖苷酶制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的 重量計(jì)0. 05 %至I. 0 %，其中所述α -半乳糖苷酶制備物具有5, 000 α -半乳糖苷酶單位每 克酶產(chǎn)品的活性，步驟（2)中所述的反應(yīng)在起始混合物的水含量為40%至65%并且溫度為 50°C至60°C的條件下進(jìn)行；或者
[0086] 真菌和/或細(xì)菌是以0. 25%至10%的量添加的活酵母。
[0087] 在最后的實(shí)施方案中，所述方法以分批過程、分批補(bǔ)料過程或連續(xù)過程來進(jìn)行。
[0088] 可通過權(quán)利要求1至16所限定的方法得到的固體生物產(chǎn)品包含按重量計(jì)高至約 60 %的量的蛋白質(zhì)；所述量可低于60 %,例如按干物質(zhì)的重量計(jì)10 %至59 %、40 %至59 %、 45 %至58 %、48 %至55 %或50 %至53%。甘油酯的量可為例如按干物質(zhì)的重量計(jì)0至 20%、2%至 20%、5%至 18%或 10%至 15%。
[0089] 權(quán)利要求22中限定的固體生物產(chǎn)品可包含高至約75%的蛋白質(zhì)，例如按重量計(jì) 40 %至75 %、45 %至70 %、48 %至65 %、50 %至60 %或53 %至55 %的蛋白質(zhì)。其還可以 以按干物質(zhì)的重量計(jì)高至25 %的量包含甘油酯，例如按干物質(zhì)的重量計(jì)0至20 %、2 %至 20%、5% 至 18% 或 10% 至 15%。
[0090] 可通過權(quán)利要求11至16所述的方法得到的固體生物產(chǎn)品可包含按重量計(jì)高至 60 %的蛋白質(zhì)，或者其可包含按重量計(jì)高于60 %的蛋白質(zhì)，例如按重量計(jì)40 %至75%、 45%至70%、48%至65%、50%至60%或53%至55%的蛋白質(zhì)。其還可以按干物質(zhì)的重量 計(jì)高至25%的量包含甘油酯，例如按干物質(zhì)的重量計(jì)0至20%、2%至20%、5%至18%或 10%至 15%。
[0091] 當(dāng)已經(jīng)根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法用活酵母發(fā)酵了生物質(zhì)時(shí)，蛋白質(zhì)的量可尤其 商。
[0092] 通過本發(fā)明的方法，寡糖棉子糖、水蘇糖和毛蕊花糖被降解為單糖和二糖，例如半 乳糖和蔗糖。蔗糖是所述方法得到的目的產(chǎn)品，因?yàn)樵谒玫纳锂a(chǎn)品中高含量的蔗糖在 食用后有助于產(chǎn)生飽足感（satiated feeling)。鹿糖的量可高至按干物質(zhì)的重量計(jì)15% 至 20%。
[0093] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的固體生物產(chǎn)品包含總量按重量計(jì)低于8%的棉子糖、 水蘇糖和毛蕊花糖；例如按重量計(jì)低于6%、低于5%、低于4%、低于3%、低于2%或低于 1%。
[0094] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的固體生物產(chǎn)品包含總量低于3. 0 %的棉子糖；例 如低于2%、低于1. 5%、低于1 %、或低于0. 75%、或低于0. 5%或低于0. 25%。
[0095] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的固體生物產(chǎn)品包含總量低于1. 0%的水蘇糖；例 如低于0. 75%、或低于0. 5%或低于0. 25%。
[0096] 本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的固體生物產(chǎn)品在用于人和/或動(dòng)物食用的經(jīng)加工的 食品產(chǎn)品中、作為用于食品或飼料產(chǎn)品的成分、或者作為化妝品或藥物產(chǎn)品或營養(yǎng)補(bǔ)充劑 的成分的用途。
[0097] 最后，本發(fā)明涉及包含按重量計(jì)1%至99%的根據(jù)本發(fā)明的固體生物產(chǎn)品的食 品、飼料、化妝品或藥物產(chǎn)品或者營養(yǎng)補(bǔ)充劑。
[0098] 實(shí)施例
[0099] 實(shí)施例1
[0100] 在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的方法中酶促水解來自大豆的含寡糖生物質(zhì)
[0101] 1.1材料和方法：
[0102] 寡糖水蘇糖和棉子糖的酶促水解如下進(jìn)行：在IOg脫脂大豆的生物質(zhì)添加一定量 含α -半乳糖苷酶的水，以達(dá)到該混合物具有一定的干物質(zhì)（DM)含量并且具有一定的酶濃 度。
[0103] 進(jìn)行混合，以確?；旌衔锞鶆?。
[0104] 所米用的酶是市售產(chǎn)品，來自 Advanced Enzyme Technologies，Maharasthra, India，以商品名SEBSoy 5. OL銷售，其濃度基于大豆粉干物質(zhì)而不等。
[0105] 將 SEBSoy 5. OL 的活性標(biāo)準(zhǔn)化為 5, 000U/g。
[0106] 在小玻璃容器中，于34°C和55°C下進(jìn)行酶促水解4至16小時(shí)，然后在100°C下熱 處理以使酶失活。
[0107] 酶促水解終止后，通過攪拌10% DM的水性混懸漿料30分鐘，然后以3, OOOXg離 心10分鐘，來提取可溶性碳水化合物成分。
[0108] 通過在TLC硅膠60板（Merck)上進(jìn)行薄層色譜來分析生物質(zhì)的水性提取物中的 單糖和寡糖。通過與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行比較來對不同的組分進(jìn)行量化。（Carbohydrate analysis-A practical approach ;IRL Press, Oxford. Ed. M. F. Chaplan&J. F. Kennedy, 1986)。
[0109] I. 2 結(jié)果
[0110] 1.2-a.不同淵度下的劑量響應(yīng)
[0111] 用45%的DM在4小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間后，得到了列于下表中的結(jié)果：
[0112]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于生產(chǎn)固體生物產(chǎn)品的方法，其中至少80%的原始不可消化的寡糖成分已 被降解成可消化的單糖和二糖，所述方法包括以下步驟： 1) 提供經(jīng)研磨或經(jīng)薄片化或以其他方式碎裂之生物質(zhì)的混合物，所述混合物包含寡糖 和任選的多糖，并且還包含蛋白質(zhì)性植物部分、水以及一種或更多種包含a -半乳糖苷酶 的酶制備物； 2) 在持續(xù)混合下以及起始混合物中的水含量不超過按重量計(jì)65%的條件下于約20°C 至65°C的溫度下使從步驟（1)得到的所述混合物反應(yīng)0. 15小時(shí)至36小時(shí)； 3) 以使所述a-半乳糖苷酶失活的溫度和時(shí)間孵育從步驟⑵得到的反應(yīng)混合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括向所述生物質(zhì)中添加真菌和/或細(xì)菌，其量使 得真菌/細(xì)菌與所述生物質(zhì)的干物質(zhì)比率為1 : 2至1 : 400,其中步驟（3)中所述的孵育 以使得所述a-半乳糖苷酶以及真菌和/或細(xì)菌失活的溫度和時(shí)間進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在厭氧和/或好氧的條件下進(jìn)行步驟（2)中所述 的反應(yīng)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述起始混合物中a-半乳糖苷酶制 備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的重量計(jì)〇. 〇〇1 %至1. 〇%，其中所述a -半乳糖苷酶制備物具 有5, 000 a-半乳糖苷酶單位每克酶產(chǎn)品的活性，和/或步驟（2)中所述的反應(yīng)在起始混合 物中的水含量為按重量計(jì)30%至65%的條件下進(jìn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括步驟（2)中所述的反應(yīng)在一個(gè) 或更多個(gè)非堅(jiān)直的、相互連接的槳狀蝸桿或連續(xù)蝸桿運(yùn)送機(jī)中進(jìn)行，或者在堅(jiān)直螺桿混合 器例如Nauta混合器中進(jìn)行，所述運(yùn)送機(jī)具有用于反應(yīng)混合物和添加劑的入口裝置和用于 產(chǎn)物的出口裝置以及用于轉(zhuǎn)速、溫度和pH的控制裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述連續(xù)蝸桿運(yùn)送機(jī)為任選改良型的單葉或多葉 螺桿運(yùn)送機(jī)或者交叉螺桿運(yùn)送機(jī)，其設(shè)計(jì)成運(yùn)輸所述反應(yīng)混合物，并同時(shí)抬升材料使得在 不壓緊材料的情況下對其進(jìn)行運(yùn)輸和攪拌。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟（1)和（2)的任意步驟中添 加一種或更多種加工助劑，例如包含來自啤酒花的a-酸和￠-酸的啤酒花產(chǎn)品。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述真菌和/或細(xì)菌為活酵母，所述 活酵母選自釀酒酵母菌株，包括廢啤酒酵母、廢酒曲酵母和紅酒生產(chǎn)中的廢酵母以及面包 酵母；以及發(fā)酵C5糖的酵母菌株。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述蛋白質(zhì)性植物部分為豆類，例如 大豆、菜豆、豌豆、羽扇豆；和/或谷類，例如小麥；和/或種子，例如油菜種子；和/或草類， 所述植物部分可經(jīng)脫脂。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述生物質(zhì)還包括油和脂肪，例如來 自含油植物的種子，例如油菜種子和大豆。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將從步驟（3)得到的所述生物產(chǎn)品 干燥至水含量不高于按重量計(jì)10%。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在20°C至55°C下進(jìn)行步驟2)中所述 混合物的反應(yīng)。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述起始混合物中a-半乳糖苷酶 制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的重量計(jì)〇. 25%至1. 0%，其中所述a -半乳糖苷酶制備物 具有5, 000 a-半乳糖苷酶單位每克酶產(chǎn)品的活性，并且步驟（2)中所述的反應(yīng)在30°C至 60°C的溫度下進(jìn)行4小時(shí)至36小時(shí)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述起始混合物中a-半乳糖苷 酶制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的重量計(jì)〇. 25%至1. 0%，其中所述a -半乳糖苷酶制備 物具有5, 000 a-半乳糖苷酶單位每克酶產(chǎn)品的活性，并且步驟（2)中所述的反應(yīng)在50°C至 60°C的溫度下進(jìn)行4小時(shí)至36小時(shí)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述起始混合物中a-半乳糖苷 酶制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的重量計(jì)〇. 01 %至1. 〇%，其中所述a _半乳糖苷酶制備 物具有5, 000 a-半乳糖苷酶單位每克酶產(chǎn)品的活性，并且步驟（2)中所述的反應(yīng)在50°C至 60°C的溫度下進(jìn)行8小時(shí)至36小時(shí)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述起始混合物中a-半乳糖苷 酶制備物的量為按生物質(zhì)干物質(zhì)的重量計(jì)〇. 05 %至1. 0%，其中所述a _半乳糖苷酶制備 物具有5, 000 a -半乳糖苷酶單位每克酶產(chǎn)品的活性，步驟（2)中所述的反應(yīng)在所述起始混 合物中的水含量為40%至65%并且溫度為50°C至60°C的條件下進(jìn)行。
17. 根據(jù)權(quán)利要求2至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中真菌和/或細(xì)菌是以0. 25%至 10%的量添加的活酵母。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其以分批過程、分批補(bǔ)料過程或連續(xù)過程 來進(jìn)行。
19. 一種固體生物產(chǎn)品，其能夠通過根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項(xiàng)所述的方法得到。
20. -種固體生物產(chǎn)品，其能夠通過權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的方法得到，其包 含按干物質(zhì)的重量計(jì)高至約60%的量的植物蛋白質(zhì)，并任選地包含按干物質(zhì)的重量計(jì)高至 25%的量的甘油酯。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的固體生物產(chǎn)品，其包含按重量計(jì)低于約60%的量的植物蛋 白質(zhì)。
22. -種固體生物產(chǎn)品，其能夠通過權(quán)利要求2至18中任一項(xiàng)所述的方法得到，其包含 按干物質(zhì)的重量計(jì)高至約75%的量的植物蛋白質(zhì)，并且任選地包含按干物質(zhì)的重量計(jì)高至 25%的量的甘油酯。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)所述的固體生物產(chǎn)品，其中棉子糖、水蘇糖和毛蕊 花糖的總量為按重量計(jì)低于8%，例如按重量計(jì)低于5%或按重量計(jì)低于2%。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)所述的固體生物產(chǎn)品，其中棉子糖的量低于 3. 0%，例如低于2%、低于1. 5%、低于1 %、低于0. 75%、低于0. 5%或低于0. 25%。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19至24中任一項(xiàng)所述的固體生物產(chǎn)品，其中水蘇糖的量低于
1. 〇%，例如低于0. 75%或低于0. 5%或低于0. 25%。
26. 根據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的生物產(chǎn)品在用于人和/或動(dòng)物食用的經(jīng)加 工的食品產(chǎn)品中、或者用作用于食品或飼料產(chǎn)品中的成分、或者用作化妝品或藥物產(chǎn)品或 營養(yǎng)補(bǔ)充劑的成分的用途。
27. 食品、飼料、化妝品或藥物產(chǎn)品或者營養(yǎng)補(bǔ)充劑，其包含按重量計(jì)1%至99%的根 據(jù)權(quán)利要求19至25中任一項(xiàng)所述的固體生物產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】A23L1/211GK104334034SQ201380023280
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月16日
【發(fā)明者】卡特里內(nèi)·維德·埃勒加德, 卡爾·克里斯蒂安·湯姆森, 奧勒·卡?！h森 申請人:哈姆雷特蛋白質(zhì)有限公司