生物酵母、用于獲得該生物酵母的方法及其用圖
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)酵母的方法。它尤其涉及用于生產(chǎn)生物酵母的方法，包括使用生物來源的底物，尤其是能夠補充酵母中對磷的營養(yǎng)需求的生物底物。本發(fā)明的方法能夠獲得符合歐盟條例(EC)834/2007的生物酵母和生物酵母提取物。根據(jù)本發(fā)明，富含磷的生物組合物通過水解和溶解至少一種生物來源的植物底物獲得，所述植物底物包含2?18g磷/kg產(chǎn)物，其中60％?80％是植酸形式。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的底物是麥麩。
【專利說明】
生物酵母、用于獲得該生物酵母的方法及其用途
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)酵母的方法。它尤其涉及用于生產(chǎn)生物酵母的方法，包括使 用生物來源的底物，尤其是能夠補充酵母中對磷的營養(yǎng)需求的生物底物。本發(fā)明的方法能 夠獲得符合歐盟條例(EC)834/2007的生物酵母和生物酵母提取物。
【背景技術】
[0002] 為了增殖，酵母需要碳源和能源，例如葡萄糖、果糖和蔗糖混合物。它還需要氮、 磷、氧和其他微量元素，特別包括鎂、鈉、鉀、鋅、銅或錳以及生長因子包括生物素、肌醇、泛 酸、硫胺、吡哆辛、煙酸或甚至對氨基苯甲酸。在酵母的常規(guī)生產(chǎn)中，一般用甘蔗糖蜜或甜菜 糖蜜作為組合的碳源和能源。這些糖蜜為酵母提供其需要的大多數(shù)碳、礦物質、微量元素和 維生素。
[0003] 酵母的氮含量為酵母干物質的6%_9%，即蛋白質的37%_56%。然而，糖蜜提供的 氮遠遠不夠。因此，通常以羥基或其他銨鹽或尿素的形式向培養(yǎng)基提供氮。
[0004] 糖蜜缺磷。酵母的磷組成，以p205表示，一般是氮的三分之一，即為干物質的2%-3%。通常以磷酸或其鹽的形式添加磷。
[0005] 歐洲條例對生物酵母的生產(chǎn)有嚴格規(guī)定，無論它意欲用于人的食品或動物飼料以 及無論所述酵母意欲的應用(做面包、酵母提取物、制酒等）。
[0006] 因此，僅可以使用根據(jù)生物模式產(chǎn)生的底物(條例(EC)No. 834/2007)。然而通過特 批(條例(EC)No. 1254/2008修改后的條例(EC)No. 889/2008)，批準了基于生物底物的干物 質計算的5%的非生物酵母提取物或自溶物(YEX)，前提是運營商不能從生物生產(chǎn)獲得酵母 提取物或自溶物。
[0007] 立法者引入這種使用非生物YEX的特批以補充生物酵母生產(chǎn)絕對需要的氮、磷、維 生素和礦物質的提供。
[0008] 實際上，只有完全滿足酵母的營養(yǎng)需求才可以預期酵母的工業(yè)生產(chǎn)。
[0009] 當用于生產(chǎn)生物酵母的生物底物是甘蔗和甜菜糖蜜和從生物農(nóng)業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品分離 的蛋白源時，這些底物提供足夠量的生長所需的糖、氮和一部分礦物質和維生素。
[0010] 另一方面，沒有滿足磷的需求。這種情況下，使用酵母自溶物能夠滿足。然而，即使 選擇特別富含磷的自溶物，其使用的重量限制僅不完全滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，從而限制其 質量和規(guī)律性。
[0011] 提供根據(jù)生物模式生產(chǎn)的富含磷的底物能夠解決上述問題，從而生產(chǎn)符合歐盟條 例的生物酵母和生物酵母提取物。
[0012]
【申請人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些富含植酸的生物來源的產(chǎn)品在溶解和水解后是酵母可以有 效同化的磷源。
[0013] 發(fā)明簡述
[0014] 本發(fā)明的第一個主題是用于生產(chǎn)生物酵母的方法，包括使用生物來源的碳源、氮 源和憐源。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的生物來源的磷源是通過包含至少一個溶解和水解生物來源的富含 植酸的底物或富含植酸的底物的混合物的步驟的方法獲得的富含磷的純化溶液。
[0016] 本發(fā)明的另一個主題是富含可以被酵母同化的磷的生物來源的純化溶液。
[0017] 本發(fā)明的另一個主題是生物來源的富含磷的純化溶液用于生產(chǎn)生物酵母的用途。
[0018] 本發(fā)明的另一個主題是符合歐盟條例的生物酵母。
[0019] 本發(fā)明的主題還是符合歐盟條例的生物酵母提取物。
[0020] 發(fā)明詳述
[0021] 本發(fā)明的第一個主題是用于生產(chǎn)生物酵母的方法，包括使用能夠提供酵母生長所 需的所有營養(yǎng)物的生物來源的底物。
[0022] 這些底物優(yōu)選糖蜜作為糖源，水解的生物蛋白源作為氮源和至少一種富含磷的純 化溶液作為磷源。
[0023] 本發(fā)明的方法還包括使用酵母生長所需的其他底物，選自歐洲條例批準的那些， 例如碳酸鈉、乳酸或檸檬酸和植物油。
[0024] 本發(fā)明的方法使用生物來源的糖蜜作為糖源。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，所用 糖蜜選自甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。為了利用它們在礦物質和維生素上的不同組成，優(yōu)選根據(jù) 本發(fā)明以50/50至80/20的比例聯(lián)合使用甘蔗和甜菜糖蜜。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方 案，甘蔗糖蜜/甜菜糖蜜的比例為62/35-75/25，更優(yōu)選為70/30。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，氮的生物來源是水解的生物蛋白來源，選自大米、豌豆、土豆、小麥、 大豆、苜蓿、螺旋藻和麩質蛋白。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，氮的生物來源是水解的麩質。
[0027]可以使用酶混合物水解氮的生物來源，所述酶混合物可以具有接近80%的干物質 溶解度，氮產(chǎn)率為80%-85%。這種酶混合物包含內切蛋白酶和外切肽酶的混合物，優(yōu)選混 合物中性蛋白酶、堿性蛋白酶、Cristalase和風味酶的全部或部分。這些非GM0的酶被批準 用于生產(chǎn)蛋白水解物。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，通過使用生物來源的純化和富含磷的溶液來提供磷。這種溶液通過 溶解和水解生物來源的富含植酸的植物底物來獲得，溶解和水解植酸后，磷以無機磷酸鹽 的形式釋放。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，"富含植酸的生物底物"意欲是指每kg底物中包含2_18g磷的生物來 源的植物底物，其60 % -80 %是植酸的形式。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的富含植酸的底物選自下表1所列的植物。
[0031] 表1:總磷含量、植酸磷與總磷的比例和各種原料的植酸酶活性（根據(jù)Sauvant 2002)〇
[0032]

[0034]如上表所示，一些富含植酸的底物顯示或多或少顯著的植酸酶活性。根據(jù)以下選 擇根據(jù)本發(fā)明的生物來源的富含植酸的底物：
[0035]-高磷含量（目標分組第1組）；
[0036]-高磷含量且富含植酸酶活性（目標分組第2組）；或 [0037]-富含植酸酶活性（目標分組第3組）。
[0038] 除了主要以植酸形式存在的磷，這些化合物還包括蛋白質或甚至淀粉，其是對酵 母生長非常有用的化合物。
[0039] 例如，麥麩和大豆餅的平均組成是：
[0040] 對于麥麩：
[0041 ]-干物質含量:產(chǎn)品的87%，以（TQ)表示
[0042]-磷：約1 % (TQ)，即每kg產(chǎn)品約10g磷，其中以植酸形式的占80%。植酸酶活性為 1770U/kg
[0043] -蛋白質：15%_18%(TQ)
[0044] -淀粉:20 % (TQ)
[0045] 對于大豆餅：
[0046] -干物質含量:88%_93%(TQ)
[0047] _磷:0.6%〇0)(即每1^約68磷），以植酸(60%)和磷脂的形式。植酸酶活性為201]/ kg
[0048] -蛋白質：41%(TQ)。
[0049] 需要水解這些化合物以釋放可以被酵母同化的底物，因為植酸、蛋白質和淀粉本 身均不能被酵母同化。
[0050] 植酸(化學式為C6H18024P 6)由一個肌醇環(huán)和6個磷酸基團（InsP6)組成。在植酸酶作 用下，如EP 1 910 531 B1所述，植酸被水解為無機一磷酸鹽和具有低度磷酸化的肌醇磷酸 鹽（InsP5-InsPl)以及某些情況下游離肌醇的形式。
[0051] 用于水解的植酸酶可以是在待水解混合物中使用的豐富底物之一內源的，或在待 水解的植物混合物缺乏內源植酸酶活性的情況下是外源的。
[0052] 需要注意的是，麥麩不需要使用外源植酸酶。不使用外源植酸酶活性來溶解麥麩 的磷尤其有利，因為提供不是來自GM0(生物調控義務)的植酸酶很困難。
[0053]植物混合物，例如表1所述的那些，可以允許提供植酸酶活性，及時所用的植物可 能乍看起來不被描述為富含磷(表1中目標分組第3組的底物）。
[0054]根據(jù)包含至少以下步驟的模式來溶解和水解植酸：
[0055]-研磨富含植酸的生物底物，
[0056]-懸浮于水中并加熱懸浮液，和 [0057]-酶促失活。
[0058]以說明的方式，使用配置有800μπι格柵的錘式粉碎機進行研磨。然而，可以使用任 何類型的研磨。
[0059] 懸浮于水中按每kg終懸浮液中100-250g，優(yōu)選160-180g研磨產(chǎn)物的比例進行。將 懸浮液于40-50 °C的溫度加熱5-20小時。
[0060] 對于酶促失活，使懸浮液溫度升高至90°C，15-30分鐘，也確保將底物巴氏殺菌。
[0061] 有時需要向懸浮液中加入外源植酸酶以加強或補充內源植酸酶活性。在這種情況 下，按每kg研磨產(chǎn)物15-25g的比例使用外源植酸酶。
[0062]這些處理結束后，將懸浮液傾析和/或凈化和/或過濾。
[0063]為了最大化溶解物質的回收，可以洗滌傾析污泥、離心凈化污泥或濾餅，然后將洗 滌水與初始上清液合并。然后濃縮所有溶質。
[0064]分析收獲的濃縮上清液和洗滌水表明，初始底物中所含的80%_90%的磷溶解。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，富含植酸的底物是麥麩。
[0066] 在一些情況中，磷的溶解還可以包括使用更常規(guī)的蛋白水解（內切和外切肽酶的 混合物)和淀粉糖化(使用淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶的混合物)處理。
[0067] 本發(fā)明的另一個主題是如上所述的富含磷的純化溶液在生產(chǎn)酵母的方法中的用 途，尤其是在包括使用生物來源的底物的生產(chǎn)生物酵母的方法中。
[0068] 本發(fā)明的生產(chǎn)酵母的方法在一般用于生產(chǎn)常規(guī)酵母的培養(yǎng)條件下進行，在所生產(chǎn) 酵母的回收、干燥和包裝的操作條件上相似。
[0069] 本發(fā)明尤其能夠分離提供酵母生長所需的主要成分，即糖、氮源、磷源和空氣。需 要這種分離以控制生產(chǎn)酵母的最終組成。
[0070] 本發(fā)明的另一個主題是通過本發(fā)明的方法生產(chǎn)的生物酵母。
[0071] 本發(fā)明的另一個主題是本發(fā)明的生物酵母在做面包領域和乙醇生產(chǎn)領域，和更普 遍的在人食品和動物伺料中的用途。
[0072] 本發(fā)明的酵母尤其有用于生產(chǎn)生物酵母提取物。
[0073]本發(fā)明的另一個主題是從本發(fā)明的生物酵母獲得的生物酵母提取物。
[0074]以下實施例說明本發(fā)明而不限制本發(fā)明的范圍。
【具體實施方式】
[0075]實施例1:溶解和水解麩質
[0076]已知可以通過加入正在進行自溶的酵母來提高純化蛋白酶(木瓜蛋白酶或堿性蛋 白酶類型）對植物蛋白的水解(EP0578572A，US201202888587)。
[0077]為了說明本發(fā)明提議的酶混合物的效率，
【申請人】進行了以下三個試驗：
[0078]-配方l:Blattman來源的麩質、其中已經(jīng)開始自溶的生物釀酒師的酵母、木瓜蛋白 酶；
[0079]-配方2:Celnat來源的麩質、其中已經(jīng)開始自溶的生物面包師的酵母、木瓜蛋白酶 (cristalase)、中性蛋白酶和堿性蛋白酶；
[0080]-配方3:Celnat和/或Blat tman來源的麩質、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、風味酶。
[0081] 首先（配方1)，僅使用其中已經(jīng)開始自溶的生物釀酒師的酵母和木瓜蛋白酶 (cristalase)。然后，其次，為了補償釀酒師的酵母細胞的蛋白水解活性的損失，使用兩種 補充的酶（中性蛋白酶和堿性蛋白酶）以及其中已經(jīng)開始自溶的生物面包師的酵母(配方 2) 〇
[0082] 最后，用風味酶（內切蛋白酶和外切肽酶的混合物)替換木瓜蛋白酶并放棄使用之 前已經(jīng)開始自溶的生物面包師的酵母膏。
[0083]表1I聯(lián)系了這三種水解配方的物質平衡。
[0084] 表1I:在生物酵母測試中使用的各種麩質水解配方的總體結果
[0085]
[0086] 在干物質的溶解上，只有配方2顯示較低的效率(73%，與80-80%相比）。
[0087]在氮的溶解上，在測試的三個配方之間沒有明顯差異。因此，總體上，使用風味酶 似乎有效替代了使用酵母膏（回收的生物或釀酒師的酵母，其中預先已經(jīng)開始自溶）。
[0088]配方3確保很足夠的接近85%的氮產(chǎn)率和非常滿意的39%的蛋白質降解度，降解 度是水解物中氨基氮含量(來自水解)和水解物中總氮含量的比例。
[0089]實施例2:溶解和水解麥麩和大豆餅
[0090] 以下描述應用的各種處理的操作條件和所得結果：
[0091] -麥麩：
[0092] ?研磨麥麩。以說明的方式，在中試中使用配置有800μπι格柵的錘式粉碎機；
[0093] ?以每kg懸浮液165g研磨麥麩的比例將其懸浮于水中；
[0094] ?于 40_50°C 加熱 5-20 小時；
[0095] ?加入外源植酸酶，借助麥麩的內源植酸酶活性進行反應；
[0096] ?于90 °C酶促失活30分鐘。
[0097]-大豆餅：
[0098] ?研磨餅。以說明的方式，在中試中使用配置有800μπι格柵的錘式粉碎機；
[0099] ?以每kg懸浮液165g研磨餅的比例將其懸浮于水中；
[0100] ?于40-50 Γ 加熱；
[0101] ?以每kg所用粗制餅20g的量加入外源植酸酶(Sumizyme PHY)，內源植酸酶活性 幾乎為零；
[0102] ?處理5-20小時，調節(jié)溫度；
[0103] ?于90°C酶促失活30分鐘。
[0104] 這些處理結束后，將麥麩或餅懸浮液傾析和/或凈化和/或過濾。
[0105] 為了最大化溶解物質的回收，可以洗滌傾析污泥、離心凈化污泥或濾餅，然后將洗 滌水與初始上清液合并。然后濃縮所有溶質。
[0106] 分析收獲的濃縮上清液和洗滌水表明，初始底物中所含的80%-90%的磷溶解。
[0107] 麥麩處理中使用外源植酸酶沒有提供溶解/回收產(chǎn)率。
[0108] 不使用外源植酸酶活性來溶解麥麩的磷尤其有利，因為提供不是來自GM0(生物調 控義務)的植酸酶很困難。
[0109] 然后磷的溶解還可以包括更常規(guī)的麥麩或餅的蛋白水解（內切和外切肽酶的混合 物)和麥麩淀粉糖化(使用淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶的混合物)處理。
[0110] 以實例的方式，實施這些各種處理能夠制備凈化的水解物，其組成總結于表1II。
[0111] 表1II:在為了水解植酸然后蛋白質然后淀粉的連續(xù)處理后獲得的各種麥麩或大 豆餅水解物的特征
[0112]
[0113] 特別有趣的是，注意到來自麥麩的凈化水解物的P205/DM量很高。
[0114] 實施例3:生產(chǎn)生物酵母
[0115] 根據(jù)生產(chǎn)壓縮酵母的常規(guī)工業(yè)方法，用來自處理麥麩或大豆餅的各種水解物(實 施例2)生產(chǎn)生物酵母。
[0116] 整體上，試驗在測試的所有水平的生產(chǎn)循環(huán)上進行得非常好。
[0117] 在親本酵母階段期間觀察到的生長率與用酵母自溶物一般觀察到的相當。
[0118] 在預發(fā)酵或在第一代(G1親本酵母)中沒有觀察到P205缺陷(表1V)。
[0119] 生產(chǎn)率非常好。
[0120] 這個系列的測試的發(fā)酵活性總體上非常令人滿意，與參考測試的相等。所產(chǎn)生的 壓縮酵母的易碎性的保存良好。
[0121] 總之，因此，由水解麥麩或大豆餅中所含的植酸產(chǎn)生的磷確實能夠被面包師的酵 母同化，并允許生產(chǎn)有質量的酵母。
[0122] 表1V:在生產(chǎn)生物酵母期間觀察到的磷含量(磷含量以P205/酵母干物質表示）
【主權項】
1. 用于在包含生物來源的碳源、氮源和磷源的培養(yǎng)基上培養(yǎng)生物酵母的方法，其特征 在于所述磷源是通過水解和溶解至少一種富含植酸的生物底物獲得的富含磷的純化溶液， 所述生物底物包含2-18g磷/kg底物，其60 % -80 %是植酸形式。2. 權利要求1所述的方法，其特征在于，所述富含植酸的底物還具有植酸酶活性。3. 權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述富含植酸的底物選自：玉米麩質、脂肪 米糠、油菜籽、大豆餅、葵籽餅、半白普通小麥麩、麥麩、黑麥和普通小麥粉。4. 前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，所述溶解和水解根據(jù)以下模式進行： a. 研磨所述富含植酸的生物底物， b. 將a中所獲得的產(chǎn)物懸浮， c. 加熱懸浮液， d. 酶促失活所述懸浮液。5. 權利要求4所述的方法，其特征在于，所述研磨的底物以每kg懸浮液100-250g，優(yōu)選 150-170g研磨產(chǎn)物的比例懸浮于水中。6. 權利要求4或5所述的方法，其特征在于，將所述懸浮液于40-50 °C加熱5-20小時。7. 權利要求4-6任一項所述的方法，其特征在于，所述懸浮液包含植酸酶。8. 權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述富含植酸的底物是麥麩。9. 前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，所述溶解和水解的方法還包括蛋白 水解和淀粉糖化處理。10. 權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮源優(yōu)選水解麩質。11. 權利要求10所述的方法，其特征在于，用包含以下酶的酶混合物進行所述麩質的水 解:中性蛋白酶、堿性蛋白酶、cristalase和風味酶。12. 權利要求1所述的方法，其特征在于，所述糖源是甘蔗和/或甜菜糖蜜。13. 權利要求12所述的方法，其特征在于，所述糖源優(yōu)選由比例為50/50-80/20,優(yōu)選 65/35-75/25,更優(yōu)選接近70/30的甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜的混合物組成。14. 權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括加入碳酸鈉、乳酸或檸檬酸和植物 油。15. 通過溶解和水解至少一種富含植酸的生物底物獲得的生物來源的富含磷的純化組 合物，其特征在于所述富含植酸的底物包含2_18g磷/kg底物，其60 % -80 %是植酸形式。16. 權利要求15所述的組合物，其特征在于，所述富含植酸的底物具有植酸酶活性。17. 權利要求15或16所述的組合物，其特征在于，所述富含植酸的底物選自：玉米麩質、 脂肪米糠、油菜籽、大豆餅、葵籽餅、半白普通小麥麩、麥麩、黑麥和普通小麥粉。18. 權利要求15-17任一項所述的組合物，其特征在于，所述溶解和水解根據(jù)以下模式 進行： a. 研磨所述富含植酸的生物底物， b. 將a中所獲得的產(chǎn)物懸浮， c. 加熱懸浮液， d. 酶促失活所述懸浮液。19. 權利要求18所述的組合物，其特征在于，所述研磨的底物以每kg懸浮液100-250g， 優(yōu)選150-170g研磨產(chǎn)物的比例懸浮于水中。20. 權利要求18或19所述的組合物，其特征在于，所述懸浮液于40-50 °C加熱5-20小時。21. 權利要求18-20任一項所述的組合物，其特征在于，所述懸浮液包含植酸酶。22. 權利要求15-21任一項所述的組合物，其特征在于，所述富含植酸的底物是麥麩。23. 權利要求15-22任一項所述的組合物，其特征在于，所述溶解和水解的方法還包括 蛋白水解和淀粉糖化處理。24. 權利要求15-23任一項所述的組合物用于生產(chǎn)生物酵母的用途。25. 通過權利要求1-14任一項所述的方法或如權利要求24所述獲得的生物酵母。26. 從權利要求25所述的酵母獲得的生物酵母提取物。
【文檔編號】C12N1/16GK105980543SQ201480074684
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年4月10日
【發(fā)明人】A·比若恩, E·珀蒂
【申請人】樂斯福公司