用于提高植物基产品的产率的工艺制造技术

一种使用细菌或真菌金属蛋白酶和胰蛋白酶的工艺，其用以通过在蛋白酶提取期间大幅降低温度，大幅减少孵育时间以及蛋白质水解来解决与常规的蛋白酶提取技术相关联的问题。本公开涉及一种蛋白酶处理，其用于通过从研磨植物材料的纤维废料部分中提取营养物质来提高来自植物或其他材料的产率，同时保持所提取材料用作食品产品的营养和功能品质。所述工艺通过在提取期间利用低温以及最少蛋白酶活性和消化时间来保持包括β

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高植物基产品的产率的工艺
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求
2021
年2月
19
日提交的美国临时专利申请序列号
63/151,321
的权益，所述专利申请整体并入本文
。


[0003]本公开涉及一种用于在植物基食品和饮料
(
包括植物基奶
)
生产期间提高植物中的营养物质产率的工艺
。
技术背景
[0004]在由谷物
、
坚果或籽生产植物基奶期间，一定百分比的植物材料可能会被作为废料丢弃
。
这种废料材料可能包含粘性不可溶的纤维滞留物或浆料，它们即使在稀释之后在植物基奶加工期间也很难或不可能穿过网状过滤器
。
纤维浆料主要包含纤维细胞壁材料，诸如麸皮和种皮，它们通常含有有价值的营养物质
。
这种材料可能含有细胞壁中大量存在的
β
‑
葡聚糖
、
蛋白质以及生物活性酚和抗氧化剂
。
因此，高度期望的是利用纤维浆料，而不是丢弃纤维浆料
。
[0005]目前，麸皮或麸皮类材料的主要用途是作为人类和动物消费的低价值成分
。
作为食品中的成分的相对低级的使用与麸皮和麸皮提取物的感官属性和质地以及提取营养物质的方法的低效率相关
。
例如，麸皮营养物质提取物可能有一种苦味，这与在氧化后变臭的某些蛋白质降解产物或脂质的存在，以及与某些食品基质的不相容性相关
。
[0006]为了利用来自谷物的纤维材料，通常需要对材料进行进一步加工，以便破坏纤维之间的相互作用来降低粘度并改善质地
。
这些相互作用可通过使用使细胞壁材料降解和分离的酶进行处理来破坏
。
例如，在小麦加工中，包括纤维素酶
、
半纤维素酶
、
脂肪酶
、
蛋白酶
、
淀粉酶和木聚糖酶的酶已经被用于促进谷物材料的分离
(WO2008132238A1)。
已知纤维素酶
、
半纤维素酶和木聚糖酶直接作用于细胞壁的主要组分来促进降解
。
淀粉酶
、
脂肪酶和蛋白酶作用于不是细胞壁主要组分的淀粉
、
脂肪和蛋白质，但是，它们的酶促降解可能会破坏细胞壁组分之间的一些相互作用
。
[0007]在酿酒行业中，木聚糖酶用于分解酿酒所用谷物的细胞壁材料，以促进加工并提高产率
(2013)。
木聚糖酶分解木聚糖，即谷物中细胞壁材料的主要组分
。
蛋白酶可在酿酒工艺中与木聚糖酶结合使用来增加在蛋白质水解期间释放的游离氨基氮
(FAN)
，使得酵母可利用
FAN
来促进生长
(2013)。
还可能被认为会使作为基质一部分的可能促进细胞壁稳定性的蛋白质降解
(2013)。
虽然木聚糖酶
、
纤维素酶和半纤维素酶在降低纤维谷物废料的粘度方面是有效的，但它们可能会对最终的食品产品以及在后续加工期间产生不期望的副作用，包括产生糖作为副产物
。
脂肪酶
、
淀粉酶和蛋白酶也可能会对最终产品产生不期望的作用，但是，这些作用可能不同于由木聚糖酶
、
纤维素酶和半纤维素酶引起的作用
。
[0008]蛋白酶常规上不单独用于降低谷物材料的粘度
。
在针对酿酒行业的一项公布中，
(
一家领先的商用酶制造商
)
上市了用于降低粘度的木聚糖酶
、
纤维素酶
、
半纤维素酶和
β
‑
葡聚糖酶，以及
α
‑
淀粉酶，同时上市了用于通过蛋白质消化来增强发酵的
(Brewing Manual
，第
40
页
)。
以其“燕麦用
(for Oats)”产品出售用于燕麦加工的
Neutrase
，声明“是一种高品质的提供温和水解的广谱内切蛋白酶
。
它可用于提高蛋白质溶解度
。”(2021)。
标明了燕麦用的工作温度范围为
30℃
‑
65℃
并且工作
pH
范围为6‑
9(2021)。BIOCAT(
一家酶供应商
)
在其产品信息表中公开了
NEUTRAL PROTEASE L(
的一种版本
)“降低鱼类或鸡类副产品的粘度
(Decreases viscosity of fish or chicken by
‑
products)”(BIOCAT,2019)。BIOCAT
公开了温度范围为
30℃
‑
70℃
，其中最优温度为
55℃。BIOCAT
公开了
pH
范围为
5.5
‑
9.0
，其中最优
pH
为
6.5。BIOCAT
公开，典型水解的使用率因应用而异，其中典型范围为
0.1
％至
1.0
％
(BIOCAT,2019)。
[0009]虽然使用蛋白酶来降低谷物材料的粘度并不常见，但蛋白酶提取是一种众所周知的提高来自纤维植物材料
(
包括谷物
)
的营养物质产率的方法，在所述蛋白酶提取中，营养物质被分离和纯化
。
蛋白酶提取通常涉及内切蛋白酶，其切割蛋白质内的肽键
。
然而，在蛋白酶提取期间肽键的切割会损害蛋白质和其他营养物质的功能
。
例如，天然蛋白质，或接近其天然状态的蛋白质可能具有更好的感官性质和起泡性，以及其他性质
。
[0010]蛋白质水解对蛋白质功能的影响在很大程度上取决于水解条件，包括
pH、
温度
、
水解持续时间
、
酶的选择以及酶浓度和底物浓度
。(Wouters
等人，
2016)。
一些研究显示，当与完整蛋白质相比时，蛋白质水解会对凝胶强度产生负面影响
(Lamsal
等人，
2007
；
Fan
等人，
2005
；
Pinterits
和
Arntfield
，
2007)。
[0011]蛋白质水解产物的味道和气味方面会影响成品的品质
。
在大豆蛋白质的情况下，水解产物中的豆腥味或草腥味是一个问题
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种方法，所述方法包括：水性湿磨植物原材料以产生原材料浆料；筛分所述原材料浆料以产生初级奶和纤维浆料；研磨所述纤维浆料；用选自由以下各者组成的组的蛋白酶处理所述纤维浆料：金属内切蛋白酶和胰蛋白酶，所述胰蛋白酶选自由细菌胰蛋白酶和真菌胰蛋白酶组成的组；在次优蛋白酶活性温度下用所述蛋白酶处理所述纤维浆料以产生经处理的纤维浆料；以及筛分所述经处理的纤维浆料以产生二级奶和洁净纤维
。2.
如权利要求1所述的方法，其中所述植物原材料是燕麦粒和大麦粒中的至少一者
。3.
如权利要求1所述的方法，其中所述次优活性温度低于
10℃
并且用所述蛋白酶处理的孵育期少于
30
分钟
。4.
如权利要求1所述的方法，其中所述纤维浆料用所述蛋白酶在次优活性
pH
下处理以产生所述经处理的纤维浆料
。5.
如权利要求1所述的方法，其中所述经处理的纤维浆料的粘度比蛋白酶处理孵育期少于
10
分钟时所述纤维浆料的粘度低至少
35
％
。6.
如权利要求1所述的方法，其中分子量小于
25kDa
的肽的数量的相对增加小于5％
。7.
如权利要求1所述的方法，其中分子量小于
25kDa
的肽的数量的相对增加小于2％
。8.
如权利要求1所述的方法，其中蛋白质水解度是极低的
。9.
如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述二级奶与所述初级奶组合以产生组合奶
。10.
如权利要求1所述的方法，其中基于干固体，所述二级奶中的
β
‑
葡聚糖的浓度是所述初级奶中的
β
‑
葡聚糖的浓度的至少两倍
。11.
如权利要求1所述的方法，其中基于干固体，组合奶含有所述植物原材料中所含的全部
β
‑
葡聚糖的至少一半
。12.
如权利要求1所述的方法，其中所述蛋白酶选自由以下各者组成的组：中性蛋白酶
L
TM
、
来源于枯草芽孢杆菌的金属内切蛋白酶和来源于解淀粉芽孢杆菌的金属内切蛋白酶
。13.
如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：斯托本食品公司，
类型：发明
国别省市：