用于生产改良啤酒花产品的酶促方法技术

本发明专利技术涉及通过酶催化将啤酒花衍生的异α酸生物转化为二氢

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产改良啤酒花产品的酶促方法
[0001]对序列表、表格或计算机程序的引用
[0002]根据37 C.F.R.
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1.821通过EFS
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Web以计算机可读形式(CRF)随本文同时提交的序列表，文件名为KALSEC_75_PCT_3_SEQ_LISTING.txt，通过引用并入本文。序列表的电子副本创建于2021年1月11日，文件大小为675KB。


[0003]本专利技术涉及通过酶催化啤酒花衍生的异α酸生物转化为二氢
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(ρ)
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异α酸来生产啤酒苦味剂的方法。二氢
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异α酸具有提高其作为饮料添加剂效用的优越的特性。消费者可能更喜欢通过这种方法生产的二氢
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异α酸，所述方法不需要使用严苛的化学试剂，并且利用了可能天然存在的酶。

技术介绍

[0004]传统的使啤酒变苦的方法使用在壶煮沸过程添加的完整的新鲜啤酒花、完整的干啤酒花或啤酒花颗粒。通过用超临界二氧化碳提取啤酒花制成的啤酒花提取物，或通过在催化剂存在下加热啤酒花而制成的异构化啤酒花颗粒，是最近的苦味创新，也已被啤酒酿造者采用。啤酒花颗粒也可以在酿造过程的后期添加，并且在啤酒花干加法的情况下，啤酒花在过滤之前添加到成品啤酒中。这些方法对啤酒花中存在的苦味化合物的利用率很低，这对成本产生不利影响。用这种方式生产的啤酒或其他麦芽饮料对光不稳定，必须用深棕色的瓶或罐包装，或放置以避免光诱导形成3
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甲基
‑2‑
丁烯
‑1‑
硫醇(3
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MBT)，这会产生明显的日光臭(light
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struck或skunky aroma)。将瓶子放在纸箱中或用遮光或滤光的纸、箔纸或塑料覆盖物完全包裹它们，是保护这些饮料不产生日光臭风味和气味的另一种昂贵方法。
[0005]传统酿造啤酒的苦味主要来源于异α酸。这些化合物是在酿造过程中通过葎草酮的异构化形成的，所述葎草酮是啤酒花植物蛇麻素腺中天然存在的化合物。其结果是，考虑到啤酒中异α酸对光化学反应的天然不稳定性，啤酒是一种容易形成日光臭的风味和气味的饮料。
[0006]可以使用所谓的先进或改良啤酒花酸来制备完全光稳定的啤酒或其他麦芽饮料。使用这些苦味剂制成的啤酒可以包装在无色火石玻璃瓶中，而不担心形成日光臭。二氢
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(ρ)
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异α酸是光稳定的异α酸还原产物。迄今为止，还没有在自然界中发现这些化合物。传统上，负责光化学的异α酸部分已经通过使用硼氢化钠还原羰基而改变。
[0007]硼氢化钠是一种无机化合物，可用于还原酮。在皮肤接触、眼睛接触、吸入或摄入的情况下是极其危险的，口服LD50为160mg/kg(大鼠)。硼氢化钠也是易燃的、腐蚀性的，并且与氧化剂、酸、碱和水分极易反应(Sodium Borohydride；MSDS No.S9125；Sigma
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Aldrich Co.:Saint Louis,MO November01,2015)。
[0008]消费者越来越多地偏好于天然材料，而不是合成或半合成材料。因此，不仅需要提供使用天然材料作为啤酒和其他饮料的苦味剂的组合物，还需要提供更自然地生产所述材
料的方法。
[0009]生物催化生产是提供高价值化合物的高选择性、安全、清洁和规模化生产的新兴技术。生物催化生产依赖于天然存在的酶替代化学催化剂。
[0010]酶是能够催化特定化学反应的天然存在的蛋白质。酶存在于自然界中，目前能够替代化学催化剂生产改良啤酒花苦味化合物(Robinson,P.K.,Enzymes:principles and biotechnological applications.Essays Biochem 2015,59,1
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41.)。
[0011]葎草酮是一种会暴露于与啤酒花(Humulus lupulus)植物共生的真菌和细菌的天然的次生代谢产物。栖居在土壤和植物中的真菌和细菌可能具有能够修饰葎草酮以达到解毒或清除目的的酶。此外，生物体可能已经进化出修饰类葎草酮分子的酶，但由于活性混杂，这些酶对目的化合物异α酸具有活性(Hult,K.；Berglund,P.,Enzyme promiscuity:mechanism and applications.Trends Biotechnol.2007,25(5),231
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238；Nobeli,I.；Favia,A.D.；Thornton,J.M.,Protein promiscuity and its implications for biotechnology.Nat.Biotechnol.2009,27(2),157
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167.)。
[0012]催化氧化/还原反应(即氢和氧原子或电子从一种物质到另一种物质的转移)的酶，被广泛分类为氧化还原酶。更具体地说，将酮基还原为羟基的酶被称为酮还原酶或羰基还原酶，并且依赖于还原当量(例如辅因子NADH、NADPH)的外源来源的补充。与本文表征的酶的现有命名一致，这些酶将被称为“酮还原酶”。
[0013]通过包括用于辅因子再循环的额外酶和底物(例如葡萄糖脱氢酶和葡萄糖)，或者通过利用也能够氧化低成本的天然原料(例如乙醇)的酮还原酶，可以降低昂贵的辅因子(NADH、NADPH)的成本。
[0014]酶在酿造中的效用及其对啤酒最终特性的有利影响具有充分的优先地位(Pozen,M.,Enzymes in Brewing.Ind.Eng.Chem,1934,26(11),1127
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1133.)。已知啤酒自然发酵过程中酵母酶的存在会产生影响最终饮料风味和芳香的化合物(Praet,T.；Opstaele,F.；Jaskula
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Goiris,B.；Aerts,G.；De Cooman,L.,Biotransformations of hop
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derived aroma compounds by Saccharomyces cerevisiae upon fermentation.Cerevisia,2012,36,125
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132.)。外源添加的酶为酿造过程提供了多种改进，如降低黏性、增加可发酵糖、抗寒和澄清(Wallerstein,L.(1947)Bentonite and Proteolytic Enzyme Treatment of Beer,US Patent 2,433,411.；Ghionno,L.；Marconi,O.；Sileoni,V.；De Francesco,G.；Perretti,G.,Brewing with prolyl endopeptidase from Aspergillus niger:the impact本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备二氢
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(ρ)
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异α酸的方法，所述方法包括用酮还原酶或表达编码所述酮还原酶的基因的微生物处理异α酸。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法在含水体系中进行。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法在温和的温度和pH条件下进行。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括将酮还原酶和NADPH或NADP加入异α酸的混合物中，然后孵育。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括在用于辅因子再循环的异丙醇的存在下将所述酮还原酶和NADPH或NADP加入异α酸的混合物中，然后孵育。6.根据权利要求1所述的方法，其中将异α酸即底物的浓度最大化，以增加生物转化的体积生产率。7.根据权利要求1所述的方法，其中将混合物中的辅因子NADPH或NADP的浓度最小化，以提高生物转化的经济性。8.根据权利要求1所述的方法，其中反应在使用惰性气体诸如氮气或氩气清除空气的容器中进行，以防止产生降解产物。9.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括在用于辅因子再循环的另一种酶的存在下将所述酮还原酶和NADPH或NADP加入异α酸的混合物中，然后孵育。10.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括将全细胞生物催化剂加入异α酸的混合物中，然后孵育，其中所述全细胞生物催化剂是表达编码酮还原酶的基因的固定化微生物。11.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括用表达编码所述酮还原酶的基因的生长的微生物处理异α酸。12.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括将所述酮还原酶加入其中加热的异α酸的提取物中，并孵育所述混合物，其中所述酮还原酶是热稳定的。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述酮还原酶特异性还原顺式异葎草酮、顺式异合葎草酮和顺式异加葎草酮。14.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：卡拉马祖控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：