在酸性pH下具有改善的特性的乳糖酶制造技术

本发明专利技术涉及表现出β

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在酸性pH下具有改善的特性的乳糖酶


[0001]本专利技术涉及表现出β
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半乳糖苷酶活性的新的改善的肽或二聚肽，以及降低组合物例如乳制品中乳糖含量的改善的方法。

技术介绍

[0002]为了在乳中生长，乳糖水解是乳酸菌获得葡萄糖和半乳糖作为碳源的好方法。乳糖酶(β
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半乳糖苷酶；EC 3.2.1.23)是进行乳中的糖乳糖至单糖的水解步骤的酶。乳糖酶的商业用途是分解乳制品中的乳糖。乳糖不耐症人士难以消化乳糖含量高的乳制品。据估计，全世界约有70％的人消化乳糖的能力有限。因此，对不含乳糖或仅含少量乳糖的乳制品的需求正在增长。
[0003]已经从多种生物中分离出了乳糖酶，包括像克鲁维酵母(Kluyveromyces)和芽孢杆菌(Bacillus)等微生物。克鲁维酵母菌，特别是脆壁克鲁维酵母(K.fragilis)和乳酸克鲁维酵母(K.lactis)，以及其他真菌，例如假丝酵母属(Candida)、圆酵母属(Torula)和球拟酵母属(Torulopsis)的真菌，是真菌乳糖酶的常见来源，而凝结芽孢杆菌(B.coagulans)和环状芽孢杆菌(B.circulans)是众所周知的细菌乳糖酶来源。可获得衍生自这些生物体的几种商业乳糖酶制剂，例如(可从丹麦的Novozymes获得)、HA
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乳糖酶(可从丹麦的Chr.Hansen获得)和(可从荷兰的DSM获得)，全部来自乳酸克鲁维酵母。所有这些乳糖酶都是所谓的中性乳糖酶，其最佳pH在pH 6至pH 8之间，最佳温度在37℃左右。当此类乳糖酶用于生成例如低乳糖酸奶时，在发酵前必须在单独的步骤中进行酶处理，或者必须使用相当高的酶剂量，因为它们的活性在发酵过程中会随着pH值的降低而下降。
[0004]WO 2009/071539公开了源自双歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)的乳糖酶，其能够在乳中非常有效地水解，并且在宽泛的pH范围内具有活性，包括低pH，例如低于6的pH。该乳糖酶在生产乳和发酵乳制品例如奶酪、酸奶、黄油、酪乳、酸奶油等的过程中用于降低乳糖含量。
[0005]WO 2013/160413公开了一种使用葡萄糖阴性乳酸菌菌株和常规乳糖酶的组合来生产发酵乳制品的方法，其目的是降低发酵乳制品中的乳糖含量，同时增加葡萄糖含量。
[0006]EP
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A1
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2 957 180公开了一种使用起子培养物和常规乳糖酶的组合生产发酵乳制品的方法，其目的是降低发酵乳制品中的乳糖含量和后酸化水平。
[0007]WO2017216000公开了一种生产酸化乳制品的方法，包括以下步骤：提供pH为3.0
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5.0且乳糖含量为至少1.5mg/ml的基础酸化乳制品，向所述基础酸化乳制品中添加乳糖酶，该乳糖酶当在37℃的温度下测量时，与在乳糖酶最佳pH下的活性相比，例如与来自双歧双歧杆菌、在pH6具有最佳活性的乳糖酶相比，在pH 5.0和37℃温度下的活性至少保持5％。
[0008]专利技术目的
[0009]本专利技术的实施方案的目的是，提供具有使得能够在酸性条件下生产改善的无乳糖或低乳糖产品的性质的β
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半乳糖苷酶。
[0010]本专利技术的目的是，提供生产乳糖含量降低的酸化乳制品或乳源制品的改善的方
法。
[0011]本专利技术实施方案的另一个目的是，提供具有下述特性的β
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半乳糖苷酶，该特性使得用于(特别是在酸性条件下)降低产品(例如无乳糖或低乳糖产品)中的乳糖的改善的生产方法成为可能，例如更容易、更快、更可靠或更便宜。

技术实现思路

[0012]本专利技术人已经鉴定出具有先前未描述的特性的β
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半乳糖苷酶，该特性使得能够生产改善的无乳糖或低乳糖产品，并且使得用于此类无乳糖或低乳糖产品的改善的生产方法成为可能。特别是，已经证明，这些β
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半乳糖苷酶在低pH值下非常稳定且具有相对较高的活性。这使得能够在不知可能的特定pH值和温度下使用β
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半乳糖苷酶成为可能。
[0013]本专利技术基于这样的认识，即当用在用于生产酸化乳制品(例如，诸如酸奶等发酵乳制品)的方法中时，酸性乳糖酶(即表现出β
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半乳糖苷酶活性的肽，其最佳pH低于pH 6.7或低于pH 5.5)具有几个优点，所述酸化乳制品在发酵后经历热处理，并且适合在环境温度下保存。这种产品也称为巴氏灭菌后酸奶。
[0014]首先，酸性乳糖酶在低于pH 6.7，例如低于pH 5.5，并且通常在pH3.5至pH 4.5之间具有最佳活性，因此，其在发酵乳制品的典型pH下具有最佳活性。因此，乳糖酶在发酵结束时和发酵乳制品(无论是否经过热处理)的存储过程中均具有最佳活性，与在中性pH值下具有最佳活性的乳糖酶相比，这允许减少从酸化乳制品中除去乳糖以生产无乳糖产品所需的乳糖酶的量。
[0015]其次，当在发酵开始时添加乳糖酶来生产无乳糖产品时，乳糖酶会影响发酵过程，因为与不存在乳糖酶的情况相比，乳糖浓度会降低，并且这种影响通常涉及许多不良效果。因此，当在发酵开始添加乳糖酶时，许多发酵特征可能会发生变化，例如pH曲线、发酵时间和速率、乳酸菌的碳水化合物代谢、发酵肉汤的碳水化合物组成和最终pH值。因此，当使用现有技术的乳糖酶时，发酵过程的基本特征发生了改变，并且通常必须重新调整发酵过程的操作。
[0016]当使用在中性pH值下具有最佳活性的乳糖酶时，这种在发酵开始时添加乳糖酶的效果会特别强，因为乳糖酶会在发酵开始时大幅降低乳糖水平，然后才发生pH明显下降。本专利技术基于进一步的认识，即在低pH下具有最佳活性的酸性乳糖酶在发酵结束时会导致大部分乳糖减少，因此使乳糖进行乳糖酶转化的不良作用会得以最小化。
[0017]第三，在生产热处理的发酵乳制品的过程中，其中，希望在热处理后的储存过程中进行乳糖的酶促去除，到目前为止，唯一可用的选项是在加热后添加乳糖酶，这是因为乳糖酶是热不稳定的。热处理后添加乳糖酶需要额外的专门处理步骤和设备，用于将乳糖酶无菌添加到热处理的发酵乳制品中。然而，本专利技术基于进一步的认识，即酸性乳糖酶是耐热的，其在发酵后包括热处理的方法中会允许在热处理之前将乳糖酶添加到该方法中，而无需对乳糖酶组合物进行任何灭菌。
[0018]第四，本专利技术基于以下认识：酸性乳糖酶耐热和酸性条件这一事实提供了将乳糖酶用于生产酸化乳制品的任何类型的方法以及在任何这类方法的任何步骤中添加乳糖酶的可能性，包括在发酵开始时添加乳糖酶以及在热处理酸化乳制品前后添加乳糖酶。因此，本专利技术提供了使用的充分灵活性。因此，对于用于生产酸化乳制品的任何现有方法和工厂，
就乳糖去除而言，可以自由地选择在哪个步骤添加乳糖酶而无需改变方法，从而优化了方法。同样，就乳糖去除而言，充分的使用灵活性使自由选择使用哪种酸性乳糖酶来优化方法成为可能。
[0019]因此，本专利技术涉及表现出β
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.表现出β
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半乳糖苷酶活性的细菌肽，其当在37℃下测量时，在低于6.7的pH下具有最佳活性，并且其中所述细菌肽具有由任一下述序列所示的氨基酸序列：SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和/或20或其酶促活性片段，或由任一下述序列所示的氨基酸序列：具有不超过1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22个氨基酸取代、添加或缺失的SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20，或与任一所述序列具有至少80％的序列同一性的氨基酸序列。2.根据前述权利要求所述的细菌肽，其中所述细菌肽具有与任一所述序列具有至少90％的序列同一性的氨基酸序列，优选至少95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性。3.根据前述权利要求中任一项所述的细菌肽，其当在37℃下测量时，在低于pH 5.5的pH下具有最佳活性，优选当在37℃下测量时，在pH 3至pH 5的pH下具有最佳活性。4.根据前述权利要求中任一项所述的细菌肽，其中所述细菌肽具有由SEQ ID NO:1、2、3、5、6、7、11、12和/或14或其酶促活性片段所示的氨基酸序列，或由具有不超过1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22个氨基酸取代、添加或缺失的SEQ ID NO:1、2、3、5、6、7、11、12和/或14所示的氨基酸序列，或与任一所述序列具有至少80％的序列同一性的氨基酸序列，优选与任一所述序列具有至少90％、95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性。5.根据前述权利要求中任一项所述的细菌肽，其中所述细菌肽衍生自乳酸菌，优选衍生自乳球菌属(Lactococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptococcus)的乳酸菌。6.根据前述权利要求中任一项所述的细菌肽，其中通过以下方式测定β
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半乳糖苷酶的活性：将所述细菌肽在缓冲液(50mM NaH2PO4缓冲液，pH 6.7，含有100μM MgSO4)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：科，
类型：发明
国别省市：