專利名稱：降低玉米基食物中丙烯酰胺的方法、含減量丙烯酰胺的玉米基食物以及商品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減少玉米基食品中的丙烯酰胺以及含減量丙烯酰胺的玉米基食品。本發(fā)明進一步涉及一種商品。
背景技術(shù)：
自出現(xiàn)文明以來，含碳水化合物的食物已成為人們飲食中的主要部分。如今，含碳水化合物的食物(如面包、早餐谷類食物、餅干、脆餅、曲奇、炸薯條、熟淀粉質(zhì)蔬菜、塔可餅餅皮以及點心)被普遍地食用。許多這些含碳水化合物食物為玉米基或包含玉米基的成分。雖然無數(shù)年來這些玉米基食品已成為人們飲食的一部分，但研究人員近來才發(fā)現(xiàn)，許多這些食物包含丙烯酰胺。
2002年4月，Swedish National Food Administration和Stockholm University的研究人員宣布了他們的發(fā)現(xiàn)在許多種烹制的食物中產(chǎn)生了丙烯酰胺，一種可能致癌的化學(xué)物質(zhì)。丙烯酰胺在老鼠體內(nèi)具有與食物中其它致癌物類似的致癌能力，但對于人類，其在食物中的相對致癌能力還是未知的。對于丙烯酰胺，只有有限的人口資料，并且這些資料不能證明職業(yè)性接觸丙烯酰胺有致癌的危險。(FAO/WHO Consultation on the Health Implications of Acrylamidein FoodSummary Report；Geneva，Switzerland，2002年6月25至27日。)雖然需要進一步研究來確定人們以通常存在于上述食物中的含量食用丙烯酰胺可產(chǎn)生怎樣的健康影響(若存在的話)，但許多消費者對此表示關(guān)注。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種降低玉米基食物中丙烯酰胺含量的方法。本發(fā)明還有一個目的是提供含減量丙烯酰胺的玉米基食品。此外，本發(fā)明還有一個目的是提供一種商品，該商品告知消費者該玉米基食品含有減量或低含量的丙烯酰胺。
發(fā)明概述在一個方面，本發(fā)明提供了一種降低玉米基食品中丙烯酰胺含量的方法。在一個實施方案中，該方法包括在加熱前將降低天冬酰胺的酶加入玉米基食品物料中。
在另一個方面，本發(fā)明提供了一種降低玉米基食品物料中天冬酰胺含量的方法。在一個實施方案中，該方法包括在加熱前將降低天冬酰胺的酶加入玉米基食品物料中。
在另一個方面，本發(fā)明提供了具有減量丙烯酰胺的玉米基食品。
在另一個方面，本發(fā)明還提供了一種商品，該商品告知消費者該玉米基食品含有減量或低含量的丙烯酰胺或天冬酰胺。
本文所有引用文獻的相關(guān)部分均引入本文以供參考；任何文獻的引用不可解釋為是對其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認可。
附圖簡述

圖1列出了所提出的反應(yīng)機理，根據(jù)該機理，丙烯酰胺形成于天冬酰胺和羰基源(如葡萄糖)。R1和R2可以是H、CH3、CH2OH、CH2(CH2)nCH3，或任何其它組成還原糖的組分；n可以是任何小于10的整數(shù)。
圖2列出了所提出的反應(yīng)機理，根據(jù)該機理，天冬酰胺酶與天冬酰胺反應(yīng)以阻止丙烯酰胺的形成。
圖3列出了天冬酰胺和天冬氨酸LC分析的樣本色譜圖。x軸表示保留時間，而y軸表示響應(yīng)。
發(fā)明詳述申請者已發(fā)現(xiàn)，加熱時，天冬酰胺(存在于幾乎所有生物系統(tǒng)中的天然存在的氨基酸)可產(chǎn)生丙烯酰胺。從而加熱時，含天冬酰胺越多的食物趨于包含越高含量的丙烯酰胺；當(dāng)在存在還原糖的情況下加熱含天冬酰胺食物時尤其如此。還已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)食物被烹制到較低的最終含水量時，生成的丙烯酰胺較多。
不受理論的約束，據(jù)信通過圖1中所列的反應(yīng)機理，在玉米基食品中產(chǎn)生丙烯酰胺。據(jù)信，游離天冬酰胺的α-氨基與羰基源反應(yīng)形成席夫(Schiff)堿。加熱條件下，該席夫堿加合物脫去羧基形成產(chǎn)物，該產(chǎn)物可以(1)水解形成β-丙氨酸酰胺(加熱條件下該化合物可進一步降解形成丙烯酰胺)，或(2)分解形成丙烯酰胺和相應(yīng)的亞胺。(申請者已發(fā)現(xiàn)，環(huán)狀前體的原子包含丙烯酰胺中的碳原子和氮原子。)因此，申請者已進一步發(fā)現(xiàn)，通過在烹制前將食物中的天冬酰胺除去或轉(zhuǎn)變?yōu)閯e的物質(zhì)，可減少加熱食品中丙烯酰胺的形成。因此，當(dāng)加熱含有減量天冬酰胺的玉米基食物時，形成的丙烯酰胺量被減少。
申請者已發(fā)現(xiàn)，在加熱(例如烹制)食物前，加入可水解天冬酰胺側(cè)鏈上酰胺基的酶，減少存在于最終食品中丙烯酰胺的含量。不受理論的約束，據(jù)信加入上述酶可使天冬酰胺的側(cè)鏈降解，從而阻止天冬酰胺形成丙烯酰胺。在這種情況下，酰胺鍵被水解，并且天冬酰胺被轉(zhuǎn)變?yōu)樘於彼?。該反?yīng)機理列于圖2中。
在玉米基食品加工中使用酶的優(yōu)點是許多的。這些優(yōu)點包括(a)它們是天然、無毒的物質(zhì)；(b)它們通常催化指定的反應(yīng)，而不會產(chǎn)生無需的副反應(yīng)；(c)在非常溫和的溫度和pH值條件下，它們具有活性；(d)在低濃度下，它們具有活性；(e)通過調(diào)節(jié)溫度、pH值和所用酶的量，可控制反應(yīng)速率；以及(f)在反應(yīng)進行到所需程度后，它們可被失活。(“Food Chemistry”，第4版，Owen R.Fennema編輯，Marcel Dekker，Inc.，New York，1985年，第427、433頁。)A.降低玉米基食品中丙烯酰胺的方法在一個方面，本發(fā)明提供了一種降低玉米基食品中丙烯酰胺的方法。在一個實施方案中，所述方法包括在最終加熱(例如烹制)前，降低玉米基食品物料中的天冬酰胺含量。在另一個方面，所述方法包括向玉米基食品物料中加入能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基的酶。優(yōu)選的酶是天冬酰胺酶。
在另一個方面，本發(fā)明提供了一種降低玉米基食品中天冬酰胺的方法。在一個實施方案中，所述方法包括向玉米基食品物料中加入能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基的酶。優(yōu)選的酶是天冬酰胺酶。
在一個優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供了一種降低玉米基食品中丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括(1)將降低天冬酰胺的酶加入玉米基食品物料中，其中所述玉米基食品物料包含天冬酰胺；(2)非必需地將所述酶與所述玉米基食品物料混合；(3)給予充分的時間，使酶與天冬酰胺反應(yīng)；(4)非必需地將酶失活或非必需地將酶除去；和(5)加熱所述玉米基食品物料以形成最終的玉米基食品。
1.將降低天冬酰胺的酶加入玉米基食品物料中，其中所述玉米基食品物料包含天冬酰胺本文所用的“降低天冬酰胺的酶”包括任何能夠降低玉米基食品物料中天冬酰胺含量的酶。在一個實施方案中，該降低天冬酰胺的酶是能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基的酶?？捎糜诒疚牡膬?yōu)選酶是天冬酰胺酶。天冬酰胺酶的優(yōu)選來源是Sigma-Aldrich，目錄號為#A2925。可用于本文的另一個優(yōu)選酶是谷氨酰胺酶。
本文所用術(shù)語“降低天冬酰胺的酶”和“酶”包括一種或多種酶；例如，該術(shù)語包括兩種或多種酶的混合物。例如，具有天冬酰胺還原功能的脫酰氨基酶包括于該術(shù)語中。
本文所用的“玉米基”是指包含50％至100％的玉米。
本文所用的“玉米基食品物料”包括，但不限于任何類型含天冬酰胺的玉米基食物、玉米基食品、玉米基食物成分或它們的混合物。
玉米基食品物料可以是任何合適的形式，包括未加工的、干燥的、加工過的或預(yù)處理的。預(yù)處理玉米食品物料的合適方法可包括，但不限于，熱燙、蒸、煮、切碎、浸漬、粉碎、減小粒徑、加熱干燥以及它們的組合。例如，玉米基食品物料可包括整顆玉米粒、粉碎的、玉米穗上或離開玉米穗的、部分玉米粒、顆粒結(jié)合體、粉末結(jié)合體(例如，粗粉或面粉)、已用任何方式(如，用堿例如石灰處理進行化學(xué)加工，例如在制作面團或浸漬粉糊)預(yù)處理過的烹制玉米粒以及它們的組合。在一個實施方案中，玉米基食品物料可以是用于制作其它食物的玉米基食物。
本文可使用任何合適的玉米。玉米類型可包括，但不限于，臼齒玉米、硬質(zhì)玉米、粉玉米、甜玉米、爆玉米、莢玉米、蠟質(zhì)品種以及它們的組合。玉米的顏色可包括，但不限于黃色、白色、藍色以及它們的組合。玉米可來源自自然選擇、雜交、基因改性以及它們的組合。
本文所用的向玉米基食品物料中“加入”酶包括，但不限于，任何將天冬酰胺和酶放在一起的方法。
可將酶以任何合適的形式加入到玉米基食品物料中。例如，酶可以粉末或溶液狀(如，溶解在水中)加入。此外，還可將酶以任何合適的方式加入到玉米基食品物料中，如直接(例如，淋灑、傾倒或噴灑在玉米基食品物料上)或間接加入。在一個實施方案中，將酶與另一種不含天冬酰胺的食品物料混合，然后將所得混合物加入含天冬酰胺的玉米基食品物料中。
在另一個實施方案中，將酶加入基質(zhì)(如，淀粉、二氧化硅)中；這有利于將酶均勻地加入玉米基食品物料中。所加酶的量與該酶所加入的玉米基食品物料的量相比相對較小。因此，通過加入酶作為稀釋基質(zhì)體系的一部分，可將更大量的酶/基質(zhì)共混物加入玉米基物料中以獲得相同的酶含量。
在另一個實施方案中，將至少一部分天冬酰胺從玉米食品物料中提取出來，所得提取物用酶處理，然后將至少一部分提取物加回到至少一部分玉米基食品物料中；例如，可將該酶加入到流液中，或?qū)⒘饕航?jīng)由固定酶床或固定酶柱(在柱中，酶被吸附或化學(xué)鍵合在基質(zhì)上，優(yōu)選為惰性基質(zhì)，如塑料片或小珠)吸出。
此外，可將酶在任何合適的加工階段、或在不止一個加工階段加入玉米基食品物料中。例如，酶可在玉米基食品物料加工或制作之前、之中或之后加入；酶可在將玉米基食品物料加入其它食品成分之前、之中或之后加入食品中；酶可在食品制作之后但最終加熱之前加入食品中；以及它們的變化和組合。例如，可在混合用于制造加工玉米點心的玉米面團時將酶與面團成分混合。
加入酶的量可取決于天冬酰胺的減少量，以及由此所期望的丙烯酰胺的減少量。加入酶的量還可取決于玉米基食品原料中存在的天冬酰胺量；天冬酰胺含量較高的玉米基食品原料一般需要增加酶的量或增加反應(yīng)時間，以達到相同的丙烯酰胺的減少量。加入酶的量還取決于所用的具體酶(例如，酶降解天冬酰胺的具體能力)和所處理的具體玉米基食品物料。
酶是按照活性單位來銷售的，而不是按照重量或體積。因此，獲得期望的最終玉米基食品丙烯酰胺減少量所需酶的有效量將取決于所用具體酶產(chǎn)品的活性。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠依據(jù)具體的玉米基食品物料、具體的酶、酶的具體活性和期望的結(jié)果，決定酶的有效量。
2.非必需地將酶與玉米基食品物料混合非必需地但優(yōu)選地將酶與玉米基食品物料充分混合?？墒褂萌魏魏线m的混合方法。在一個實施方案中，混合與玉米基食品物料的浸漬和酶的加入同時進行。
3.給予充分的時間，使酶與天冬酰胺反應(yīng)酶與天冬酰胺反應(yīng)所需的時間取決于以下因素，包括，但不限于，所期望的丙烯酰胺減少量、具體玉米基食品物料的性質(zhì)(如化學(xué)組成、天冬酰胺的含量、粒徑)以及加入的具體酶。優(yōu)選使酶反應(yīng)充分的時間以得到一種玉米基食品物料，其中天冬酰胺的含量已降低至少約10％，優(yōu)選至少約30％，更優(yōu)選至少約50％，還更優(yōu)選至少約70％，甚至更優(yōu)選至少約90％。通常，讓酶反應(yīng)的時間越長，天冬酰胺減少的量就越大，因此丙烯酰胺減少的量也就越大。給予充分的時間使酶反應(yīng)的步驟可以任何合適的方式進行；例如，該步驟可與將酶加入到玉米基食品物料中、酶與玉米基食品物料混合，或它們的組合同時進行。
如本領(lǐng)域所知，pH值和溫度是影響酶活性的因素。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)易于確定這些和其它參數(shù)(如含水量)的最佳條件。此外，具體酶的最佳pH值和溫度條件典型地在文獻中和/或酶供應(yīng)商處獲得。
4.非必需地將酶失活或非必需地將酶除去在酶已反應(yīng)至所需程度后，可非必需地使其失活，或從玉米基食品原料中除去。當(dāng)使用可安全食用的酶(如天然存在和存在于普通玉米基食物中)時，可選擇不將酶失活或除去。可供選擇地，可使用任何合適的失活酶方法使酶失活。例如，通過利用熱、pH調(diào)節(jié)、用蛋白酶處理或它們的組合可使酶失活。此外，可使用任何合適的方法將酶從玉米基食品物料中除去，該方法包括但不限于提取。酶可被失活、除去，或聯(lián)合進行失活和除去。
酶失活可與其它加工步驟同時進行。例如，酶失活步驟可以是玉米干燥或濕磨加工步驟的一部分。在一個實施方案中，在浸漬粉糊產(chǎn)生過程中加入高pH的石灰水使酶改性。在另一個實施方案中，酶在浸漬粉糊加工的加熱干燥過程中失活。
5.加熱玉米基食品物料形成最終的玉米基食品然后可以通常的方式加熱玉米基食品物料，如烘烤、油炸、擠壓、烘干(如，借助真空烘箱或滾筒式干燥機)、膨化或微波。在加熱步驟中，可將至少一部分酶加入到玉米基食品物料中?？赏ㄟ^加熱使酶失活，從而非必需的失活步驟和烹制步驟可同時進行。經(jīng)烹制的加熱處理可使酶變性和失活，使得玉米基食品物料不再具有持續(xù)的酶活性。并且在加熱步驟中，給予至少一部分時間使酶進行反應(yīng)。
本文所用術(shù)語“最終玉米基食品”或“玉米基食品”包括，但不限于，準備食用的玉米基食物和用作制作其它玉米食品成分的玉米基食物。
優(yōu)選最終玉米基食品中丙烯酰胺的含量降低了至少約10％，優(yōu)選至少約30％，更優(yōu)選至少約50％，還更優(yōu)選至少約70％，甚至更優(yōu)選至少約90％。
B.實施方法的方式可以任何合適的方式來實施本發(fā)明。例如，可以分批、半分批或連續(xù)的方式來實施本發(fā)明的方法。
C.含減量丙烯酰胺的玉米基食品依照本文方法制作的玉米基食品可具有的丙烯酰胺減少量為至少約10％，優(yōu)選至少約30％，更優(yōu)選至少約50％，還更優(yōu)選至少約70％，甚至更優(yōu)選至少約90％。
本文的方法可被應(yīng)用于生產(chǎn)任何合適的玉米基食品，包括，但不限于，制作時加熱的含碳水化合物玉米基食物，尤其是低水分玉米基食物(如，少于約10％的水分)。例如，該方法可用于降低存在于加工點心、早餐谷類食物、面包、餅干、脆餅、烤油酥餅、比薩硬殼、椒鹽卷餅、玉米餅、玉米面豆卷外殼、粗玉米糊、玉米粥、玉粉糊、油炸玉米球、爆米花、爆米花產(chǎn)品、玉米熱狗、面粉、面團、淀粉、混合物、面糊、飲料(如，酒精飲料如威士忌)、餅餡、湯、肉汁、燉肉、燉牛肉、動物食物(如，狗食、貓食、雪貂食、豚鼠食、兔子食、大鼠食、小鼠食、雞食、火雞食、豬食、馬食、山羊食、綿羊食、猴子食、魚食)，和任何其他含玉米的食品中的丙烯酰胺含量。
在一個實施方案中，未經(jīng)發(fā)酵的玉米片的丙烯酰胺含量小于約75ppb，優(yōu)選小于約50ppb，更優(yōu)選小于約10ppb。
在另一個實施方案中，玉米片的丙烯酰胺含量小于約75ppb，優(yōu)選小于約50ppb，更優(yōu)選小于約10ppb。
在另一個實施方案中，玉米基早餐谷類食物，優(yōu)選玉米片含小于約60ppb丙烯酰胺，優(yōu)選小于約40ppb丙烯酰胺，更優(yōu)選小于約20ppb丙烯酰胺，最優(yōu)選小于約10ppb丙烯酰胺。
在一個優(yōu)選實施方案中，未經(jīng)發(fā)酵的玉米片由處理過的干面團粉制成。在一個優(yōu)選實施方案中，可用水將干面團粉再水化制成面團，然后用該面團制作未經(jīng)發(fā)酵的玉米片，如Zimmerman等人在2001年12月6日公布的WO 01/91581中所描述的。
雖然本文的方法通常是用優(yōu)選的玉米基食品來描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，本文的方法可應(yīng)用于任何合適的玉米基食品。
1.干磨的玉米基食品物料本文的方法可用于制作干磨玉米產(chǎn)品。用干磨制成的這類產(chǎn)品可包括，但不限于，粗磨玉米粉、玉米粗粉和玉米面。這些干磨產(chǎn)品可用于制作食品，如早餐谷類食物、混合物(如，薄烤餅、甜面包、松餅)、焙烤品、點心、包衣(如，面包屑或面糊)、面包塊或比薩的抗粘劑以及嬰兒食物。
在典型的干磨過程中，清潔玉米粒然后使用本領(lǐng)域熟知的方法除菌。然后研磨干燥的玉米制成干磨玉米產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明，酶可在研磨之前、之中或之后或其組合加入玉米中。
例如，酶可在干磨之前的洗滌步驟中加入，其中水量和接觸時間的長度都增加以得到充分的酶反應(yīng)時間。在一個實施方案中，在高壓和/或高溫(如酶未失活或變性的壓力和溫度)下將酶加入水合玉米中。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易確定的，可使用任何合適的水-玉米比率。玉米粒接觸水的時間長度應(yīng)當(dāng)足夠長，以使水透過果皮傳送至谷粒內(nèi)部的柔軟胚乳。優(yōu)選玉米接觸水的時間長度是不會發(fā)生谷粒的過度膨脹。理想的是，當(dāng)在用顯微鏡在偏振光下觀察時，谷粒內(nèi)的玉米淀粉顆粒將保持雙折射特性。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易確定的，可使用任何合適的水-玉米接觸時間以得到所需的天冬酰胺的減少量。水溫可稍微升高以使水能夠更快地擴散透過果皮。優(yōu)選該溫度可使玉米淀粉顆粒保持雙折射(未膠凝化)。優(yōu)選攪拌水和玉米?；旌衔铩?br> 然后玉米優(yōu)選在滅菌之前干燥。玉米可用許多方法來干燥，這些方法包括，但不限于，烘箱、流化床、干燥塔或填料床單元操作中所使用的傳導(dǎo)、對流空氣、或輻射熱傳遞模式。優(yōu)選將干燥條件設(shè)成可提供包含約1％至約50％水分，優(yōu)選約5％至約35％水分，更優(yōu)選約10％至約30％水分，最優(yōu)選約15％至約25％水分的玉米粒。然后，將玉米干磨?？墒褂帽绢I(lǐng)域已知的技術(shù)來干燥和研磨玉米，如存在于Corn Chemistry and Technology，Watson，S.A.和Ramstad，P.E.，AACC Monograph Series，1987年(下文“Corn Chemistry andTechnology”)，351至376頁中的那些。
在另一個實施方案中，將玉米粒滅菌，然后浸泡在酶的水溶液中。
在另一個實施方案中，洗滌過程中酶處理過的玉米用來制作干磨產(chǎn)品，然后該干磨產(chǎn)品再用酶處理。優(yōu)選攪拌總混合物。合適的混合方法可包括但不限于帶葉輪式攪拌器的間歇儲罐、持續(xù)攪拌式的罐式反應(yīng)器、活塞流攪拌器反應(yīng)器、使用分散氣相作為提供運動的方式的流化床攪拌器、或可以是單或多螺桿構(gòu)型的擠出式攪拌器?；旌虾蛿嚢璧某潭瓤梢圆煌愿纳泼概c玉米之間的接觸從而縮短所需的接觸時間，同時還保持玉米產(chǎn)品的其它所需性質(zhì)。然后將干磨的玉米產(chǎn)品干燥。合適的干燥方法可包括，但不限于滾筒干燥、噴霧干燥、噴霧冷卻、流化床爐或塔或噴射區(qū)型烘干機，如本領(lǐng)域已知的那些。
本新工藝的優(yōu)選實施方案包括直接使用潤濕狀態(tài)的處理過的干磨產(chǎn)品來制作最終用途的產(chǎn)品；這避免了額外的步驟和干燥此物料所消耗的能量。濕的處理物料可以與其它干原料組分的混合物形式使用以形成部分或完全水合的面團組合物，所述組合物可非必需接收更多添加的水。
在另一個實施方案中，將酶粉末加入研磨過的干玉米產(chǎn)品中。說明書包含在此干玉米產(chǎn)品的包裝上，它指導(dǎo)產(chǎn)品的使用者將適量的水加入產(chǎn)品中，以使在加工成食品時酶將天冬酰胺轉(zhuǎn)變成天冬氨酸。此外，此含干燥酶的玉米研磨產(chǎn)品的生產(chǎn)者可提供說明書，詳細說明可獲得所需的減少量的適當(dāng)溫度、水、pH和培育時間。
在另一個實施方案中，酶可在加工或制作成品如早餐谷類食物或點心時加入。酶處理可在制作成品的任何生產(chǎn)步驟中進行，這些步驟包括但不限于將研磨的玉米產(chǎn)品與水或其它潤濕成分混合、擠壓、研磨面團、或?qū)⒚鎴F制成片，所述面團包含所述的研磨玉米產(chǎn)品和非必需地其它成分。可用任何可行的方法將酶加入研磨的玉米產(chǎn)品中，這些方法包括但不限于將酶加入水或另一種隨后與研磨的玉米產(chǎn)品混合的液體中、在與其它干或濕成分混合之前或之中將酶加入至研磨的玉米產(chǎn)品、在擠出研磨的玉米產(chǎn)品時注入酶溶液、混合、擠出或研磨成片后將酶溶液噴、抹或滴在研磨的玉米產(chǎn)品上。在加工最終用途產(chǎn)品時處理研磨的玉米是優(yōu)選的，因為如果干磨玉米產(chǎn)品在制作最終用途產(chǎn)品之前單獨酶處理，可避免加入干燥步驟。
在另一個實施方案中，處理的物料與其它已預(yù)先水合的成分混合以形成顆粒狀、附聚的顆?；蛎鎴F結(jié)合體。
在另一個實施方案中，干磨玉米產(chǎn)品與組成最終食品的其它原料同時一起用酶處理。干物料可首先共混成單獨、均一化的干混合物或在與水和酶混合物混合過程中混合。
2.濕磨的玉米基食品物料對濕磨操作而言，用酶處理玉米的優(yōu)選方法是在原有的浸泡、烹制或浸漬過程中加入酶。使用此現(xiàn)有步驟避免了引入額外的加工復(fù)雜性。這些水接觸過程的目的是軟化玉米粒以使得能夠增加處理化學(xué)藥品的擴散、玉米粒組分的分離或通過研磨的粒徑減小。水接觸過程應(yīng)當(dāng)保持在通常用于遞送所需的玉米產(chǎn)品屬性的條件下，前提條件是溫度保持在對酶的穩(wěn)定性有害的水平以下。這些條件典型地包括水-玉米的比率、接觸時間、壓力和溫度。為了確保酶的功能性，優(yōu)選任何可能影響酶功效的成分(如改變pH的組分)在酶培育期之后加入。
在一個實施方案中，用于淀粉生產(chǎn)的玉米浸漬的水體積為每907kg(2000磅)玉米粒約1.2m3至1.4m3。優(yōu)選浸漬玉米約22小時至約50小時以使果皮和胚乳能夠軟化，并使玉米在浸漬過程中的水分增加為約16％至約45％。浸漬水優(yōu)選加熱至約29℃(85°F)至約65℃(150°F)，更優(yōu)選約38℃(100°F)至約57℃(135°F)，最優(yōu)選約49℃(120°F)至約54℃(130°F)的溫度。加工助劑如二氧化硫可非必需加入水中，通過幫助破壞蛋白質(zhì)淀粉基質(zhì)，使水能夠更快地擴散到谷?；|(zhì)中。浸漬可用間歇或優(yōu)選連續(xù)方法進行。典型地，該方法包括一系列浸漬槽，其中浸漬水逆流從一個槽流向另一個槽。濕磨玉米的方法可見于Corn Chemistry and Technology，第377至397頁。
特定的濕磨方法包括面團的生產(chǎn)，如本領(lǐng)域所已知的，其為具有與眾不同紋理和風(fēng)味的研磨石灰烹制玉米。參見，例如，CornChemistry and Technology，第410至411頁。以這種方法處理的玉米最經(jīng)常用于制作諸如未經(jīng)發(fā)酵的玉米片、玉米粉圓餅和玉米片這類的制品。面團可被加工來直接制造玉米基食品如未經(jīng)發(fā)酵的玉米片，或者它可被研磨并干燥制成面團粉用于以后的加工。
制作面團的方法涉及在石灰水溶液中烹制整粒玉米，然后在無額外熱量的情況下浸漬。然后用水洗滌該軟化的石灰處理的玉米，脫水，然后研磨成所需的顆粒狀。面團有幾種用法。它可直接喂入成型擠出機中制成點心產(chǎn)品或送至片成型體系中，然后被烹制(如，烘焙、燒烤)制成傳統(tǒng)的玉米粉圓餅。此外，未經(jīng)發(fā)酵的玉米片可通過直接油炸最終的玉米粉圓餅或面團而制成。非必需面團可干燥并篩分制成面團粉。
酶可在面團或食品制作過程的多個加工步驟中加入。優(yōu)選處理在面團制作過程的早期進行，以使得有足夠的停留時間來完成天冬酰胺的酶轉(zhuǎn)化，并且在面團粉制作過程的干燥步驟之前，或制作玉米粉圓餅或面團基點心食物的烹制步驟之前，因為一定量的丙烯酰胺可能會在此干燥步驟中形成。優(yōu)選酶處理在pH調(diào)節(jié)(如，加入石灰)之前進行，以得到天冬酰胺減少的最大功效。
在面團制作方法的一個實施方案中，使用傳統(tǒng)的間歇烹制或浸漬方法將玉米加工成面團或面團粉。用于烹制或浸漬玉米的水量可表示成無量綱的水重量與玉米重量的重量比。優(yōu)選此比率為約0.6至約3.0，更優(yōu)選約1.0至約2.0，更優(yōu)選約1.0至約1.5，最優(yōu)選約1.2至約1.5。石灰可于任何時候加入水中，在烹制過程之前或之中以獲得所需的最終產(chǎn)品特性。在傳統(tǒng)的方法中，石灰優(yōu)選先于玉米加入烹制水中以使玉米與石灰水溶液的接觸時間最大。
優(yōu)選在本方法中，將石灰加入已用酶預(yù)先處理過的玉米中。在一個實施方案中，石灰是含水或無水形式的氫氧化鈣。加入水中的石灰量可表示為無量綱的石灰重量與玉米重量的重量比。石灰與玉米的重量比率優(yōu)選為約0.01至約5.0，更優(yōu)選約0.10至約2.0，更優(yōu)選約0.20至約1.0，最優(yōu)選約0.20至約0.75。烹制時間優(yōu)選為約1至約120分鐘，更優(yōu)選約4至約60分鐘，更優(yōu)選約4至約45分鐘，最優(yōu)選約20至約45分鐘。烹制水的溫度優(yōu)選為約54℃(130°F)至約100℃(212°F)，更優(yōu)選約65℃(150°F)至約93℃(200°F)，最優(yōu)選約71℃(160°F)至約90℃(195°F)。烹制后玉米浸漬或浸泡在石灰水中的時間優(yōu)選為約0.1至約48小時，更優(yōu)選約2至約24小時，更優(yōu)選約2至約16小時，最優(yōu)選約4至約12小時。在浸漬過程中在無額外熱量的情況下使石灰水冷卻。制作面團的可供選擇的方法可包括，但不限于，在無石灰的水中烹制，然后在浸漬過程中加入石灰，在烹制步驟后將水換成無石灰的新鮮水，或在烹制后將水換成新的石灰水溶液。使用石灰水可能與加入的酶不相容，尤其是如果pH非常高，如大于10。在pH很高的情況下，優(yōu)選酶在石灰水處理之前或之后加入。然而，可在面團加工中的任何合適的時間使用酶。
面團加工的一個實施方案是傳統(tǒng)的面團制作方法，其包括以下步驟(1)將玉米與水和石灰混合形成混合物；(2)烹制該混合物；(3)浸漬該混合物形成浸漬粉糊；(4)非必需地洗滌和/或中和浸漬粉糊，優(yōu)選用酸溶液；(5)研磨浸漬粉糊形成面團；(6)非必需地將面團與其它成分混合；(7)非必需地將面團輸送至加工設(shè)備如擠出機或壓片機-切割機；(8)非必需地將面團經(jīng)過制作加工如擠壓、壓片、切割或它們的組合。
(9)烹制面團，優(yōu)選使用焙烤和/或油炸，制成最終的食品；和(10)在上述步驟1至8中的任何一個之前、之中和/或之后加入酶。
對于制作面團粉的過程，可在將浸漬粉糊研磨成面團之后使用以下步驟。用以下步驟處理未預(yù)先處理或預(yù)先處理的面團。通常，該方法包括(1)干燥面團；(2)非必需地篩分該面團；和(3)非必需地將酶加入面團中。
在一個實施方案中，預(yù)先處理的面團進一步用酶處理以獲得更多的天冬酰胺、從而丙烯酰胺的減少。
同樣，可使用可供選擇的面團和面團粉制作方法，包括但不限于有或無石灰的擠出，如美國專利5,558,886和4,985,269中所述，持續(xù)烹制-浸漬方法，使用谷粒的分離組分的持續(xù)生產(chǎn)，如美國專利6,068,873中所述，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員所已知的其它方法。減少天冬酰胺的酶處理可在上述方法的任何合適步驟中或任何可供選擇方法的任何合適步驟中進行，非必需地在多個步驟中或與多個處理一起進行。將酶加入玉米產(chǎn)品中進行處理的方法包括但不限于將干燥酶加入玉米中，在烹制之前、之中或之后將酶加入烹制水中，在浸漬之前、之中或之后加入酶，在洗滌之前、之中或之后加入酶；在洗滌步驟中加入酶非必需地使玉米浸泡在酶溶液中，在研磨之前或之中加入干燥酶或非必需地水溶液中的酶，在混合時加入干燥或含水的酶，在擠出或壓片時加入干燥或含水的酶，或在研磨、混合、擠出或壓片之前、之中或之后將酶水溶液噴、抹或滴在面團上。在面團制作過程中這些可供選擇的處理玉米方法必需不影響降低天冬酰胺含量的功效，前提條件是在不顯著降解酶的溫度下使降低天冬酰胺的酶保持充足的停留時間。最適宜的條件可從具體酶的制造商處獲得，或者本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易確定酶處理的適宜條件。
干面團粉酶處理的非必需方法是以干粉形式將酶加入面團粉中。例如，當(dāng)作為干粉加入時，最終使用者可加入水使酶能夠在面團粉加工成制成食品時將天冬酰胺轉(zhuǎn)化成天冬氨酸。酶可非必需地被除去或失活。水可在培育期后非必需地被除去。這種含干燥酶的面團粉的生產(chǎn)者可提供說明書，詳細說明獲得所需減少量的適當(dāng)溫度、水、pH、和培育時間。
面團粉和預(yù)先膠凝化或預(yù)先烹制的玉米粉可以可供選擇用擠出型方法制作，其中玉米用單或多螺桿輸送通過精密公差的機罩如筒或軸。保持擠出物的溫度以避免酶組合物降解是重要的。優(yōu)選將酶體系引入擠出機的第一區(qū)中，其中設(shè)置溫度和停留時間以有利于酶的最佳活性。更優(yōu)選兩個擠出機串聯(lián)使用，其中第一個擠出機用作引入酶體系的攪拌器以使所述酶體系在有利于酶最大轉(zhuǎn)換的條件下與玉米完全接觸。最優(yōu)選玉米與預(yù)混機中的酶體系在引入擠出過程之前預(yù)處理?；旌象w系可包括，但不限于間歇釜、連續(xù)釜、活塞流反應(yīng)器、S形攪拌器、帶狀或槳狀攪拌器、行星狀攪拌器、粉碎攪拌器、流化床、或噴霧冷卻操作或它們的組合。
相應(yīng)地，用于濕磨操作的玉米可首先進行酶預(yù)處理以獲得低的天冬酰胺含量，然后以潤濕狀態(tài)向前進行后續(xù)的加工或可供選擇干燥并保存以便以后使用。
可供選擇地，從玉米濕磨操作中得到的包括但不限于玉米粥、粗玉米糊、浸漬粉糊、面團和淀粉物的最終產(chǎn)品在濕磨制造后可用酶處理。
3.由脫水玉米產(chǎn)品制成的玉米基食物脫水玉米產(chǎn)品可按原樣使用或可非必需再水合并用以制造玉米基食品如玉米糊、玉米粥、玉米面包、玉米松餅、玉米粉圓餅、粗玉米糊和其它玉米點心如玉米片和擠出的玉米糕餅。脫水玉米產(chǎn)品也可用于面包、肉汁、沙司、嬰兒食物或任何其它合適的玉米基食品。在一個實施方案中，玉米基食品用作油炸食物如魚、夏南瓜、蘑菇和奶酪棒的包衣。在另一個實施方案中，所述產(chǎn)品用作隔離劑，例如噴灑在比薩底部或比薩盤上以有利于將比薩從盤中取出。所述產(chǎn)品也可用作面包條的隔離劑。
酶處理的脫水玉米產(chǎn)品可用于制作加工玉米點心，優(yōu)選未經(jīng)發(fā)酵的玉米片或玉米片。在優(yōu)選的實施方案中，在點心制作過程中使用附加酶(除了用于制作加工脫水玉米產(chǎn)品的酶以外)以便進一步增加丙烯酰胺的減少量。
在一個實施方案中，制作的玉米點心可用以下方法制作，該方法包括(1)將降低天冬酰胺的酶加入包含玉米面團的玉米基面團中；(2)由生面團制成點心坯；和(3)烹制點心坯，制成加工點心。
在另一個實施方案中，可用以下方法制作加工點心，該方法包括(1)混合包含面團粉和非必需其它成分的干成分；(2)加入水；(3)制成面團；(4)非必需地制成面片；(5)制成點心坯；和(6)烹制點心坯，制成加工點心；(7)在上述步驟(1)至(5)中任何一個之前、之中或之后加入降低天冬酰胺的酶。
在本發(fā)明的一個實施方案中，由面團制成的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片用以下方法制作，該方法包括(1)將酶加入包含面團和非必需地其它成分的面團中；(2)由生面團制成點心坯；和(3)烹制點心坯，制成未經(jīng)發(fā)酵的玉米片。
在另一個實施方案中，由面團粉制成的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片用以下方法制作，該方法包括(1)混合包含面團粉和非必需地其它成分的干成分；(2)可非必需地向干成分中加入乳化劑；(3)加水；(4)混合形成生面團；(5)制成面片；(6)由面片制成點心坯；
(7)烹制點心坯，制成加工點心；和(8)在上述步驟(1)至(6)中任何一個之前、之中或之后加入降低天冬酰胺的酶。
可在該方法的任何合適步驟中加入酶，例如，可在混合、可非必需地，加入乳化劑、加入水、混合和/或成形步驟中加入酶?？晒┻x擇地，可將酶(優(yōu)選以溶液的形式)涂抹到面團表面；這可在由面片制成點心坯之前或之后進行。在一個實施方案中，將酶溶液加到面片的表面上。
可用任何合適的方法進行烹制，例如油炸、烘烤，或油炸或烘烤的組合。此外，成形和烹制步驟可同時進行，例如通過擠壓。
在一個實施方案中，未經(jīng)發(fā)酵的玉米片的丙烯酰胺含量小于約75ppb，優(yōu)選小于約50ppb，更優(yōu)選小于約10ppb。
在另一個實施方案中，玉米片的丙烯酰胺含量小于約75ppb，優(yōu)選小于約50ppb，更優(yōu)選小于約10ppb。
D.商品本發(fā)明的另一個實施方案是商品，其包括(a)玉米基食品，其中所述玉米基食品含有減量的丙烯酰胺；(b)用于裝盛所述玉米基食品的容器；和(c)與容器有關(guān)的提示信息。
該提示信息告訴使用者，該玉米基食品包含減量的丙烯酰胺。該提示信息可以是直接或間接附在容器上、直接或間接附在容器附近的印刷物，或可供選擇地，可以是與玉米基食品或與容器相結(jié)合的印刷、電子或廣播提示信息。
在本發(fā)明的一個實施方案中，含減量丙烯酰胺的玉米基食品提供在具有與此有關(guān)提示信息的容器中?？膳浒l(fā)、呈現(xiàn)、展示或儲存玉米基食品的任何容器均是合適的。合適的容器包括，但不限于，袋、罐、盒、碗、盤、盆和筒。
該提示信息告訴消費者，該玉米基食品包含減量的丙烯酰胺。該提示信息可以是直接或間接附在容器上、直接或間接附在容器附近的印刷物，或可供選擇地，可以是與玉米基食品或與容器相結(jié)合的印刷、電子或廣播提示信息。合適的提示信息包括，但不限于，告知“減量”或“少量”丙烯酰胺的提示信息，告知含有小于規(guī)定量丙烯酰胺(如小于5ppb)的提示信息，以及告知該玉米基食品達到或超過建議量或強制量(如規(guī)定的閾值或正常含量)的提示信息。
在另一個實施方案中，該提示信息告知消費者該玉米基食品由具有減量或少量天冬酰胺的一種或多于一種的成分制成。
分析方法用特定的分析方法量化用于表征本發(fā)明元素的參數(shù)。這些方法詳細描述如下。
1.丙烯酰胺測定食品中丙烯酰胺(AA)的方法概述將1-13C-丙烯酰胺(13C-AA)摻入到食品中，然后用熱水萃取。用乙酸乙酯萃取含水上清液三次，然后合并乙酸乙酯萃取物，并濃縮，然后用帶有特別檢測AA和13C-AA的選擇性離子監(jiān)測的LC/MS分析。
樣品的萃取1.稱量6.00±0.01g樣品，放于125mL錐形瓶中。注意將樣品放到食品加工機中，并脈動30秒，使粒徑達約0.32cm(1/8英寸)或更小。如果樣品太小以致不能在食品加工機中被有效地粉碎，則將樣品置于一個新塑料袋中(如Whirl-PakTM或等效物)，然后用橡皮錘粉碎，直至粒徑達約0.32cm(1/8英寸)或更小。
2.使用可調(diào)節(jié)的1000-μL移液管(已校準)將120μL的100ng/μL13C-AA去離子蒸餾水溶液(ISTD 2)直接加在樣品上。
3.使用分配器，將40mL去離子蒸餾水加入到燒瓶中，并以箔覆蓋。
4.于65℃的水浴中放置30分鐘。
5.用分配器將10mL 1，2-二氯乙烷加入到燒瓶中，然后用Tekmar TissumizerTM(SDT-1810)或Ultra-Turrax(T18Basic)勻化30秒，或直至均勻。用去離子蒸餾水沖洗探頭，洗液接至該燒瓶中。
6.將25g均勻混合物放入到8打蘭的小瓶中。
7.蓋緊管口，然后以262至544弧度/秒(2500至5200rpm)的速度離心30分鐘。
8.將8g上清液小心地轉(zhuǎn)移到另一個8打蘭的小瓶中，注意不要將固體顆粒轉(zhuǎn)移過去。
9.用分配器加入10ml乙酸乙酯，蓋上蓋，并渦旋10秒。
10.使所有乳液破乳；這可借助于渦旋或振蕩一次或兩次，然后使各層分開。
11.將盡可能多的上層(乙酸乙酯)轉(zhuǎn)移到閃爍管中，而不要轉(zhuǎn)移界面處的任何液體(水)。每次用5ml乙酸乙酯萃取兩次以上，并加入到同一個閃爍管中。然后，加入約2g無水硫酸鈉。
12.在60℃至65℃的水浴中，用和緩的氮氣流將該萃取物濃縮至約1mL。將該萃取物轉(zhuǎn)移到Pierce REACTI-VIALTM或等效的錐形玻璃瓶中，并進一步濃縮該萃取物，直至最終體積約為100μL至200μL。將該萃取物放入到帶錐形套管的自動取樣瓶中。
標準物的配制儲備液和內(nèi)標物
中間標準物
校正標準物
勻化器清潔方法在測定每個樣品的間隔，用該清潔方法清潔勻化器。
1.將熱自來水注入一個1L的錐形瓶中(≈80％滿)，然后加入一滴DawnTM餐具洗滌液(購自Procter&Gamble Co.)或等效物。
2.將分散元件的探頭盡可能深地插入到水中。
3.將溶液勻化約10至15秒。
4.將洗滌液從錐形瓶中倒出；用熱自來水沖洗并再注入該錐形瓶。
5.再次勻化約10至15秒。
6.將錐形瓶倒空，再注入熱自來水；再次勻化約10至15秒。
7.如果水不澄清且有顆粒物，則繼續(xù)按需要多次勻化干凈的熱自來水，直至達到這個條件。
8.當(dāng)熱自來水澄清且無顆粒物時，用去離子蒸餾水沖洗探頭。
用LC/MS分析使用連接在Micromass LCZ質(zhì)譜儀上的Waters 2690LC，對樣品進行分析。
數(shù)據(jù)分析對于一系列乙酸乙酯中的五個標準樣品，將響應(yīng)比(AA峰的面積/13C-AA峰的面積)對相應(yīng)的濃度比作圖。所有標準樣品包含4.5μg/ml的13C-AA，并且AA的濃度為0μg/ml至5μg/ml。線性回歸產(chǎn)生標準曲線，借助該標準曲線，從所測定的響應(yīng)比中確定萃取物中的濃度比。當(dāng)該濃度比乘以在萃取方法的步驟二加入到樣品中的精確已知的13C-AA含量(標稱2ppm)時，就可得到AA的ppm含量。
LC/MS的樣品計算通過將y軸上的響應(yīng)比(m/z 72的面積/m/z 73的面積)，對x軸上的濃度比([AA]/[13C-AA])作圖，產(chǎn)生標準曲線。對于本實施例，該線的方程是y＝0.899x+0.0123。
4.0分鐘時AA峰(m/z 72)的測定面積100,0004.0分鐘時13C-AA峰(m/z 73)的測定面積500,000響應(yīng)比Rr＝0.200。從標準曲線的斜率和截距，計算濃度比Rc為Rc＝(0.200-0.0123)/0.899＝0.209已知樣品中13C-AA的摻入量(2ppm)，則AA的測定含量為0.209×2ppm＝0.418ppm
質(zhì)量保證/質(zhì)量控制(QA/QC)1.在準備標準物和/或樣品時使用的所有天平，必須每周用一系列標準砝碼檢查它們的校準。這些天平應(yīng)使用至少三個覆蓋待測樣品/標準物重量范圍的砝碼來檢查。
2.應(yīng)每天作出六個點的校準曲線。
3.應(yīng)使用每一組樣品分析工作參考物質(zhì)(WRM)。該物質(zhì)濃度的游動平均值應(yīng)在2σ之內(nèi)。如果不在該范圍內(nèi)，則該儀器應(yīng)重新校準，并重新計算WRM。
2.天冬酰胺測定食物和飲料制品中的天冬酰胺和天冬氨酸原理將已稱過重量的樣品與5％HCl混合，并加熱30分鐘，然后勻化。將一部分均勻混合物離心，然后將一部分上清液稀釋，并用FMOC試劑(9-芴甲基氯甲酸酯)處理，該試劑與天冬酰胺和天冬氨酸反應(yīng)形成強熒光衍生物。然后用反相HPLC將FMOC-天冬酰胺從其它樣品基質(zhì)組分中分離開來。在260nm處激發(fā)，檢測313納米(nm)處的熒光發(fā)射。已知濃度的標準物分析可進行定量。
線性度四個標準樣品(50至600ppm)的工作標準曲線給出的相關(guān)性為0.998或更高。由2000ppm的樣品得出的曲線也給出了0.998的相關(guān)性。
精度馬鈴薯制品馬鈴薯淀粉中摻入四種含量的天冬酰胺和天冬氨酸(40、200、400和600ppm)。天冬酰胺的回收為100％(相對標準偏差小于4％)，而天冬氨酸的回收為110％(相對標準偏差小于4％)。
參考文獻1.Herbert，P.；Santos，L；Alves，A.Journal of Food Science(2001年)，第66卷(第9期)，第1319至1325頁。
2.Heems，Dany；Luck，Geneviewe；Fraudeau，Chrisophe；Verette，Eric.Journal of Chromatography，A(1998年)，第798卷(第1+2期)，第9至17頁。
體系可重復(fù)性在五天內(nèi)一式兩份平行測定薯片的工作參考物質(zhì)。結(jié)果如下ug/g ug/g天冬酰胺 天冬氨酸平均值 7832.071440.98STD 625.59 195.80％RSTD 7.99 13.59以下是建議使用的化學(xué)藥品和儀器；然而，等效物質(zhì)的替換是可接受的。
化學(xué)藥品水，HPLC級或Milli-QTM級(Millipore)乙腈，HPLC級 Burdick&Jackson#AH015-4甲醇，HPLC級 Fisher#A452-4乙酸乙酯 Baker#9280-3戊烷 Burdick&Jackson#GC312-4天冬酰胺一水合物 EM Science天冬氨酸 Sigma#A-8949氨基異丁酸 Sigma#A-83799-芴基氯甲酸酯(FMOC) ICN#150200硼酸鈉 EM Science#SX 0355-1硼酸 Fisher#A-73
碳酸氫鈉 ICN#194847四甲基氯化銨 Fisher#04640-500檸檬酸鈉 MCB#SX445無水檸檬酸 Baker#0122-01丙酮 Burdick&Jackson#010-4鹽酸，0.1N Fisher#SA48-500二水氯化鈣 Aldrich#22,350-6設(shè)備移液管，聚乙烯(Samco#222)容量瓶(25、100、250、1000mL)定容吸移管(10mL)量筒(100至1000mL)HPLC貯液器(500ml、1L或2L)燒杯磁力攪拌器/攪拌子分析天平(4位)閃爍管離心管，螺帽蓋(100×16mm)自動取樣瓶(8×30mm，1mL)，卡口帽安全性該方法需要使用通風(fēng)櫥，并且涉及接觸化學(xué)藥品。請查閱關(guān)于通風(fēng)櫥使用和化學(xué)品濺出的安全規(guī)章。
儀器 型號 生產(chǎn)商自動儀 MicrolabSPE Hamilton泵/HPLC注射器 HP 1100Agilent檢測器 RF10AXLShimadzu數(shù)據(jù)系統(tǒng) ChemstationAgilent
色譜柱Phenomenex Luna 100×4.6mm C-18(2)3微米#00D-4251-EO配制試劑稀釋劑(pH 8.3至8.5；1000mL)。
1.稱量3.0克硼酸鈉、3.0克硼酸和8.0克碳酸氫鈉于一個已去皮重的干燥燒杯中。
2.在磁力攪拌器上放置一個空的800mL燒杯。加入約500mLMilli-QTM水和攪拌子。劇烈攪拌水，但不要噴濺出來。
3.將步驟1的試劑定量轉(zhuǎn)移到水中；攪拌直至其完全溶解。
4.將步驟3的溶液定量轉(zhuǎn)移到1L的容量瓶中，并用Milli-QTM水稀釋至容積；混合均勻。可穩(wěn)定放置最多六(6)個月。
氯化鈣溶液(100克)。
1.稱量40克二水合氯化鈣于已去皮重的250ml燒杯中。
2.加入60克Milli-QTM水?；旌途鶆?。在環(huán)境條件下保存于有蓋的玻璃瓶中?？煞€(wěn)定放置最多1年。
萃取溶劑(戊烷∶乙酸乙酯80∶20；500mL)安全性戊烷和乙酸乙酯是易揮發(fā)和易燃的。在通風(fēng)櫥中進行以下操作。
1.將400mL戊烷轉(zhuǎn)移至500mL HPLC貯液瓶中。
2.加入100mL乙酸乙酯?；旌途鶆?。在通風(fēng)櫥中/下蓋上蓋保存。
流動相(緩沖劑∶甲醇∶乙腈60∶5∶35，pH 3.2，2L)1.稱量1.35克四甲基氯化銨、3.65克檸檬酸和1.60克檸檬酸鈉于已去皮重的干燥燒杯中。
2.在磁力攪拌器上放置一個空的800mL燒杯。加入約500mLMilli-Q TM水和攪拌子。劇烈攪拌水，但不要噴濺出來。
3.將步驟1的試劑定量轉(zhuǎn)移到水中；攪拌直至其完全溶解。
4.將步驟3的溶液定量轉(zhuǎn)移到1L量筒中，并用Milli-QTM水稀釋至1000ml；混合均勻。
5.將其轉(zhuǎn)移至2升的HPLC流動相貯液器中。
6.加入200mL Milli-QTM水、100mL甲醇和700mL乙腈。在劇烈攪拌下，緩慢地加入后兩種溶劑。在通風(fēng)櫥中進行該操作，并穿戴個人防護裝備。具體細節(jié)請參見相關(guān)的物質(zhì)安全性數(shù)據(jù)表(MSDS)。
7.攪拌時，用真空抽吸對流動相進行脫氣。
FMOC試劑溶液(丙酮中)1.稱量0.10克FMOC試劑于已去皮重的100ml容量瓶中。
2.加入丙酮溶解，同樣用它稀釋至容積?；旌途鶆颉Ｔ谕L(fēng)櫥中進行該操作。穿戴上化學(xué)藥品的MSDS中規(guī)定的PPE。
3.冷凍保存不超過六(6)個月。
用干樣品萃取的酸溶液(5％HCl)1.將100mL Milli-QTM水加入200mL容量瓶中。
2.將4mL 1N的HCl加入容量瓶中。
用Milli-QTM水稀釋至容積。
配制內(nèi)標物(氨基異丁酸)ISTD A-內(nèi)標物儲備液A1.稱量0.5克氨基異丁酸于已去皮重的250ml容量瓶中。
2.加25mL 1.0N HCl和約100mL Milli-QTM水。渦旋混合，直至溶解。
用Milli-QTM水稀釋至容積，并混合均勻。冷凍保存不超過六(6)個月。
ISTD B-工作內(nèi)標物溶液B(將此溶液加入到校準標準物中)1.吸移1mL內(nèi)標物儲備液A至100mL容量瓶中。
2.用Milli-QTM水稀釋至容積?？煞€(wěn)定保存1個月。
配制校準標準物儲備校準溶液。
于已去皮重的50mL容量瓶中，稱量0.100g(+/-0.001g)天冬酰胺和0.100g(+/-0.001g)天冬氨酸。加25mL Milli-QTM水和1mL 1N的HCl。將其置于聲波浴中，直至溶解，然后用Milli-QTMH2O稀釋至容積。冷凍下溶液可保持有效6個月。
工作標準物。
配制以下工作校準標準物
冷凍下溶液可保持有效一個月。
樣品的配制1.稱量1g樣品于125mL錐形瓶中。
2.每個樣品中加入48.0mL 5％HCl溶液。
3.每個樣品中加入2mL ISTD A。
4.用鋁箔將每個燒瓶蓋上，并在60℃的水浴中放置30分鐘。
5.每個樣品中加入10ml二氯乙烷。
6.將樣品勻化60秒。
7.將一部分樣品倒入到30mL離心管中。
8.在5℃下以1047弧度/秒(10000rpm)離心32分鐘。上清液用于“樣品-稀釋”步驟1中。
準備標準物和樣品使用三種Microlab方法來稀釋樣品/標準物、加入內(nèi)標物、并形成FMOC衍生物。它們概述如下。
操作所用的Microlab方法稀釋TRANSDIL
加入內(nèi)標物 ADDISTD形成FMOC衍生物 ADDFMOC使用MICROLAB自動儀配制樣品和標準物步驟1標準物-加入ISTD和稀釋步驟1.對于每個標準物，準備兩套管子。在一套管中，放入約2ml標準物，將這些裝有標準物的管子放置在Microlab最左邊的位置上。
2.將放有空管子的管架放置在Microlab最右邊的架位上。
3.將工作內(nèi)標物溶液B注20mL玻璃(閃爍)管中，并放置在Microlab的工作區(qū)上。
4.選擇方法ADDISTD。(混合200μL ISTD B、50μL標準物溶液，用Milli-QTM水將總?cè)莘e稀釋至4000μL)。
5.實施該方法。
6.從左邊位置上取下管組，棄于一邊。
7.從Microlab工作區(qū)取出工作內(nèi)標物溶液，并冷凍。
留下右邊的管子用于步驟3。
步驟2樣品-稀釋步驟(ISTD已在樣品配制過程中加入)1.對于每個樣品，準備兩套管子。在一套管子中，放入約2mL樣品，將這些裝有樣品的管子放置在Microlab最左邊的位置上。
2.將放有空管子的管架放置在Microlab最右邊的架位上。
3.選擇方法TRANSDIL。(設(shè)置樣品的#，樣品量為50μL，并且用Milli-QTM水稀釋的最終稀釋量為4000μL。)4.實施該方法。
5.從左邊位置上取下管組，棄于一邊。
留下右邊的管子用于步驟3。
步驟3加入FMOC試劑-制備熒光衍生物1.準備一架100×16mm的螺帽管。
2.將管架放置在Microlab最右邊的架位上。
3.將得自上面稀釋步驟的標準物管和樣品管放置于Microlab最左邊的架位上。
4.將等分(22ml)的FMOC試劑溶液轉(zhuǎn)移到玻璃閃爍管中。加入大約100μL 40％氯化鈣溶液；混合均勻。(加入氯化鈣使FMOC試劑“帶電”-這是用Microlab測定所必需的)。
5.將閃爍管放置于Microlab工作區(qū)上。
6.選擇方法ADDFMOC。
7.將注射器1和2從水切換到稀釋劑(pH 8.3至8.5)。
8.用稀釋劑(pH 8.3至8.5)對注射器1和2進行洗滌至少五(5)個循環(huán)。
9.實施方法ADDFMOC。(將450μL FMOC溶液、250μL得自上面ADDISTD的樣品混合，用稀釋劑溶液稀釋至最終容積為1300μL)。
10.從樣品架位上取下管組，并丟棄。
11.從Microlab工作區(qū)取出FMOC試劑溶液，并冷凍。
12.從最右邊的位置上取下管組，并置于通風(fēng)櫥中。靜置至少10分鐘，或直至溶液澄清(但不超過20分鐘)。
13.每個管子中加入2mL萃取溶劑。蓋上蓋，并高速渦旋二(2)分鐘，以萃取出未反應(yīng)的FMOC試劑。
14.準備另一管架55×16mm的管子。每個管子中加入1ml流動相溶液。
15.將1.0ml水層(下層)從離心管中轉(zhuǎn)移到55×16mm的管中。
16.棄去上層(有機層)。
17.將樣品轉(zhuǎn)移到自動取樣瓶中，并密封。
色譜法操作條件裝有Chem Station軟件的HP 1100
檢測器Waters 474掃描熒光檢測器型號Norm信號0.0000波長激發(fā)260發(fā)射313增益10衰減1響應(yīng)FST色譜柱Phenomex Luna C18(2)100×4.6mm 3uLC方法流量1.000ml/min等度操作(參見試劑配制-流動相)注射體積10.0μL溫度設(shè)置不控溫計算使用面積值，相對于已知量的標準曲線計算樣品溶液y＝mx+by(天冬酰胺/ISTD比率)＝m(斜率)x(天冬酰胺濃度)+b(y軸截距)(y-b)/m＝x天冬酰胺(ppm)＝(天冬酰胺面積/ISTD面積-截距)/斜率實施例天冬酰胺(ppm)＝(215.45436/551.828--0.0165)/0.0023＝176.93ppm對于樣品制備步驟中稀釋/均化的校正。 實施例
進行合格判斷標準·工作標準物質(zhì)對照樣品的準確度必須在天冬酰胺已知結(jié)果的10％范圍之內(nèi)。
·校準曲線的線性度(r2)必須為0.995或更大。
樣品的LC色譜分析圖3列出了樣品的LC色譜圖分析。
3.丙烯酰胺的減少％丙烯酰胺的減少％＝[(對照樣品中丙烯酰胺的含量-酶處理的樣品中丙烯酰胺的含量)/對照樣品中丙烯酰胺的含量]×100。
除了沒有加入酶，對照樣品的配制方法與用酶處理樣品的完全相同。
4.天冬酰胺減少％天冬酰胺的減少％＝[(對照樣品中天冬酰胺的含量-酶處理過的樣品中天冬酰胺的含量)/對照樣品中天冬酰胺的含量]×100。
除了沒有加入酶，對照樣品的配制方法與用酶處理樣品的完全相同。
實施例以下實施例舉例說明本發(fā)明，但不旨在對其進行限制。
實施例1-脫水的干磨玉米產(chǎn)品根據(jù)常規(guī)方法制作滅菌的白玉米粉。研磨前加入有效量的天冬酰胺酶。所得滅菌白玉米粉的丙烯酰胺減少量大于10％。
實施例2-脫水的濕磨玉米產(chǎn)品根據(jù)常規(guī)方法制作白玉米面團粉。干燥前加入有效量的天冬酰胺酶。所得面團粉的丙烯酰胺減少量大于10％。
實施例3-加工的來經(jīng)發(fā)酵的玉米片使用實施例2的白玉米面團粉制作未經(jīng)發(fā)酵的玉米片，使用描述于Zimmerman等人的公布于2001年12月6日的WO 01/91581中的方法。所得未經(jīng)發(fā)酵的玉米片的丙烯酰胺減少量大于10％。
實施例4-商品將實施例3的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包裝于袋中，以向消費者出售。袋上印有提示信息，聲明“無丙烯酰胺產(chǎn)品！”實施例5-商品將實施例3的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包裝于袋中，以向消費者出售。袋上印有提示信息，聲明“丙烯酰胺含量低！”實施例6-商品將實施例3的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包裝于袋中，以向消費者出售。袋上印有提示信息，聲明“丙烯酰胺降低了90％以上！”該薄片的電視廣告?zhèn)鬟f的信息是，“我們的薄片丙烯酰胺含量較低！”實施例7-商品將丙烯酰胺含量小于40ppb的統(tǒng)一形狀的加工未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包裝于三角形罐中，向消費者出售。該薄片的電視廣告?zhèn)鬟f的信息是，“丙烯酰胺減少了！”實施例8-商品將實施例3的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片置于柳條筐中，供餐廳顧客食用。張貼在銷售玉米片的餐廳內(nèi)的廣告牌寫道，“我們的玉米片含有減量的丙烯酰胺！”實施例9-商品將實施例3的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包裝于袋中，向消費者出售。袋上印有提示信息，聲明“用低天冬酰胺的成分制成！”實施例10-玉米片早餐谷類食物黃玉米被破碎(研磨)以得到4號至5號的粗粒，無細菌和麩皮。這些大塊呈大約1/2玉米粒；并且它們在整個加工過程中保持它們的特征，每個顆粒最終形成玉米片。在圓柱形高壓鍋內(nèi)放入約771kg(1700磅)粗磨玉米和136L(36加侖)由糖、麥芽(未糖化的)、鹽和水組成的調(diào)味糖漿。將有效量的天冬酰胺酶加入高壓鍋，然后讓混合物浸泡幾個小時。隨后烹制該混合物。
在烹制期間，充填物累積了來自蒸汽的附加水分使其流回壓力鍋內(nèi)，水分上升至約33％。烹制在緩慢的旋轉(zhuǎn)壓力鍋中于103至159(典型124)kPa(15至23(典型18)psi)的蒸汽壓下進行1至2小時。不同批的玉米在所需的烹制時間長度上可相當(dāng)?shù)夭煌?。終點可通過檢查從為此所設(shè)的閘門閥中噴出的少量充填物樣品來判斷。谷粒中均勻的半透明物指示已充分烹制。此時壓力降至大氣壓，打開壓力鍋，將內(nèi)容物傾倒在移動帶上。
當(dāng)來自鍋中的團塊用回轉(zhuǎn)軸破碎成單獨顆粒后，將它們散布在一組干燥器上。對于某些情況，后面的裝置基本上是垂直延伸的大管子或大罐。濕谷粒從頂部進入，當(dāng)它們移動至底部時被逆流的熱(65℃(150°F))空氣干燥。
干燥的顆粒此時包含19％至23％水分，但是此水分是不均勻分布的，所以物料被傳送至勻濕倉放置幾個小時(多至24小時)以使水分平衡。勻濕后，硬、茶褐色的粗磨玉米粒已準備好可壓片。
壓片輥為每個重超過一噸的鋼滾筒，并以約19至21弧度/秒(180至200rpm)的速度旋轉(zhuǎn)。液壓控制保持接觸輥時的壓力大于40噸。輥通過內(nèi)部的水循環(huán)冷卻。當(dāng)烹制過干粗磨玉米粒經(jīng)過該輥時被壓成薄片。該制品此時仍有點柔韌，缺乏最終玉米片所需要的松脆和優(yōu)選的風(fēng)味。
玉米片從輥上直接進入旋轉(zhuǎn)的烤面包爐，該面包爐通常是燃氣的。潤濕的玉米片翻滾通過多孔的轉(zhuǎn)筒中，并經(jīng)過幾英寸的氣體火焰。處理可在301℃(575°F)下進行50秒，或288℃(550°F)下進行2至3分鐘。除了用該方法完全脫水以外，還將該玉米片烘烤和起泡。它們從爐中出來時水分小于3％。
離開爐后，玉米片被皮帶輸送至膨脹倉，在這里使它們冷卻至室溫。在途中，該制品用循環(huán)空氣冷卻，并通常用硫胺和其它B族維生素溶液的噴霧處理。
所得玉米片的丙烯酰胺減少量大于10％。
實施例11-商品實施例10的玉米片被包裝在袋中，然后將該袋放入盒子中，出售給消費者。盒子上印有提示信息，聲明“丙烯酰胺減少了！”實施例12-含酶的面團粉將有效量的干燥酶與未經(jīng)酶處理、傳統(tǒng)方法加工的玉米面團粉混合。此混合物作為用于制作玉米面團基食品的成分銷售。該混合物可用于制作丙烯酰胺減少量大于10％的食品。
實施例13-商品實施例12的含酶面團粉包裝在袋中出售。袋子上的說明描述使用面團粉使所得面團基食品的丙烯酰胺減少量大于10％的適宜條件(時間、溫度、pH)。
盡管已用具體實施方案來說明和描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識地在附加的權(quán)利要求書中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種降低玉米基食品物料中天冬酰胺含量的方法，所述方法包括在加熱前將降低天冬酰胺的酶加入所述食品物料中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述降低天冬酰胺的酶是天冬酰胺酶。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中天冬酰胺的含量降低了至少約10％。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述降低天冬酰胺的酶是能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基的酶。
5.一種降低玉米基食品原料中天冬酰胺含量的方法，所述方法包括(1)將降低天冬酰胺的酶加入食品物料中，其中所述食品物料包含天冬酰胺；(2)非必需地將所述酶和所述食品物料混合；(3)給予充分的時間，使所述酶與所述天冬酰胺反應(yīng)；和(4)非必需地使所述酶失活或非必需地將所述酶除去。
6.一種降低玉米基食品物料中丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括在加熱前降低所述玉米基食品物料中的天冬酰胺含量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中降低所述玉米基食品中丙烯酰胺含量包括將降低天冬酰胺的酶加入所述玉米基食品物料中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述降低天冬酰胺的酶是天冬酰胺酶。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述降低天冬酰胺的酶是能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基的酶。
10.一種降低玉米基食品中丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括(1)將降低天冬酰胺的酶加入玉米基食品物料中，其中所述玉米基食品物料包含天冬酰胺；(2)非必需地將所述酶與所述玉米基食品物料混合；(3)給予充分的時間，使所述酶與所述天冬酰胺反應(yīng)；(4)非必需地使所述酶失活或非必需地將所述酶除去；和(5)加熱所述玉米基食品物料以形成最終玉米基食品。
11.一種玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中的天冬酰胺的含量降低了至少約10％。
12.如權(quán)利要求11所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中的天冬酰胺的含量降低了至少約30％。
13.如權(quán)利要求12所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中的天冬酰胺的含量降低了至少約50％。
14.如權(quán)利要求13所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中的天冬酰胺的含量降低了至少約70％。
15.如權(quán)利要求14所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中的天冬酰胺的含量降低了至少約90％。
16.一種包含玉米基食品物料的食品，其中所述玉米基食品物料中天冬酰胺的含量降低了至少約10％。
17.如權(quán)利要求16所述的食品，其中所述玉米基食品物料中天冬酰胺的含量降低了至少約30％。
18.如權(quán)利要求17所述的食品，其中所述玉米基食品物料中天冬酰胺的含量降低了至少約50％。
19.如權(quán)利要求18所述的食品，其中所述玉米基食品物料中天冬酰胺的含量降低了至少約70％。
20.如權(quán)利要求19所述的食品，其中所述玉米基食品物料中天冬酰胺的含量降低了至少約90％。
21.一種玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約10％。
22.如權(quán)利要求21所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約30％。
23.如權(quán)利要求22所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約50％。
24.如權(quán)利要求23所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約70％。
25.如權(quán)利要求24所述的玉米基食品物料，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約90％。
26.一種包含玉米基食品物料的食品，其中所述玉米基食品物料中的丙烯酰胺的含量降低了至少約10％。
27.如權(quán)利要求26所述的食品，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約30％。
28.如權(quán)利要求27所述的食品，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約50％。
29.如權(quán)利要求28所述的食品，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約70％。
30.如權(quán)利要求29所述的食品，其中所述玉米基食品物料中丙烯酰胺的含量降低了至少約90％。
31.包含小于約75ppb丙烯酰胺的玉米片。
32.如權(quán)利要求31所述的玉米片，所述玉米片包含小于約50ppb的丙烯酰胺。
33.如權(quán)利要求32所述的玉米片，所述玉米片包含小于約10ppb的丙烯酰胺。
34.包含小于約75ppb丙烯酰胺的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片。
35.如權(quán)利要求34所述的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片，所述未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包含小于約50ppb的丙烯酰胺。
36.如權(quán)利要求35所述的未經(jīng)發(fā)酵的玉米片，所述未經(jīng)發(fā)酵的玉米片包含小于約10ppb的丙烯酰胺。
37.包含小于約60ppb丙烯酰胺的玉米片早餐谷類食物。
38.如權(quán)利要求37所述的谷類食物，所述谷類食物包含小于約40ppb的丙烯酰胺。
39.如權(quán)利要求38所述的谷類食物，所述谷類食物包含小于約20ppb的丙烯酰胺。
40.如權(quán)利要求39所述的谷類食物，所述谷類食物包含小于約10ppb的丙烯酰胺。
41.一種商品，所述商品包括(a)玉米基食品，其中所述玉米基食品含有減量的丙烯酰胺；(b)用于裝盛所述玉米基食品的容器；和(c)附在所述容器上的提示信息；其中附在所述容器上的所述提示信息告知消費者，所述玉米基食品包含減量的丙烯酰胺。
42.如權(quán)利要求41所述的商品，其中所述提示信息告知消費者，所述玉米基食品的丙烯酰胺含量低。
43.一種商品，所述商品包括(a)玉米基食品，其中所述玉米基食品含有減量的天冬酰胺；(b)用于裝盛所述玉米基食品的容器；和(c)附在所述容器上的提示信息；其中附在所述容器上的所述提示信息告知消費者，所述玉米基食品包含減量的天冬酰胺。
44.如權(quán)利要求43所述的商品，其中所述提示信息告知消費者，所述玉米基食品的天冬酰胺含量低。
全文摘要
一種降低玉米基食品中丙烯酰胺的方法、含減量丙烯酰胺的玉米基食品以及商品。在一個方面，所述方法包括在最終加熱(例如烹制)前，降低玉米基食品物料中的天冬酰胺含量。在另一個方面，所述方法包括向玉米基食品物料中加入能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基的酶。在另一個方面，商品還告知消費者玉米基食品含有減量或低含量的丙烯酰胺或天冬酰胺。
文檔編號A23L1/164GK1812726SQ200480017748
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者L·M·特拉斯, S·P·金莫曼, D·V·齊扎克, P·Y·T·林, M·斯托加諾維克, R·A·桑德斯, M·D·M-S·韋爾里戈蘭, J·K·霍伊, R·G·夏弗梅爾 申請人:寶潔公司