專利名稱：被果糖天然甜化的谷物產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用酸處理谷物顆?；蚱渌槠陨a(chǎn)早餐谷類食品。
谷物是合理的膳食搭配所必需的蛋白質(zhì)和復(fù)雜碳水化合物的豐富來源。另外，谷物可從其分散顆粒形狀加工成薄片、碎片、粉狀或其它類似形狀。由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成的淀粉為將谷物顆粒轉(zhuǎn)化成即食的早餐食物、熱食物、面包和其包烤制品提供了可成形性。
麩皮是谷物的一個部分，其淀粉含量相對較低，F(xiàn)ulger等人的美國專利4，500，558號所用的方法是通過擠壓使麩變形，以使其更易于碾磨。按照美國專利4，500，558號，天然存在于麩料中或加到麩料中的淀粉含量為10-25%，淀粉在擠壓過程中起到氣塞作用以建立壓力，并經(jīng)擠壓包覆在麩料上。
經(jīng)碾磨、煮過或其它處理的谷物通常味道很淡，無甚差異。已設(shè)計出許多方案來處理谷物，使其味道更甜，更多種化和更加有差異。
將谷物淀粉轉(zhuǎn)化成更小成分具有很久歷史。通過稀酸、稀堿處理淀粉，或通過酶催化反應(yīng)，可將長鏈多糖水解為短鏈多糖和單體，如葡萄糖和麥芽糖。
雖然有一些證據(jù)表明在麥芽(Pufols，M.H.等，PlantPhysiology38，454(1962)和其它高等植物(Barfay，J.Nature185，924(1960])中存在木糖異構(gòu)酶活性，但現(xiàn)在依然認為在蒸煮過程中該酶將變性。
當改變谷物使其產(chǎn)生的麥芽糖或葡萄糖(即右旋糖)的量足以使旱餐谷物食品變甜時，有可能出現(xiàn)可成形性和/或產(chǎn)品破裂問題。通常需要淀粉的形成基質(zhì)的能力，以便能對谷物進行加工、混和并成型為即食的終產(chǎn)品，如碎麥片，谷物薄片以及膨化或疏松谷物產(chǎn)品。
過去，對于谷物中的纖維轉(zhuǎn)化為不同形式注意很少(但卻很重要)，因為谷物碾磨過程中大部分纖維能夠從谷物中去掉。對谷物中的纖維素含量進行處理的已知方法中主要是改進谷物中淀粉部分的可加工性，以便進一步處理，或從脫除的纖維部分回收有價值的食品。
在Fugles等人的美國專利4，656，040號中，是將形成基質(zhì)成分(它或者是改性麩皮部分，或者是烤制過的籽芽部分，或者是兩者的結(jié)合)與一種酶促進水解的胚乳部分混合。按該專利所述，胚乳部分含有整個谷粒大約95%的淀粉，如果用α-淀粉酶和葡糖淀粉酶單獨對其處理可避免脫味。
Wahl的美國專利1，178，039、Kiely的美國專利2，853，388、Allen等人美國專利3，157，513、Hesseltine等人的美國專利3，243，301以及Hagiwara等人的蓋美國專利4，056，637都揭示了用蛋白水解酶處理谷物及其亞成分。日本的這種處理的例子有日本專利公布號57-47465(1982年3月18日公布)。但是，所有這些引用的文獻都沒有指出碎片、薄片或擠壓谷物產(chǎn)品的生產(chǎn)。
指出了通過用蛋白水解酶處理谷物生產(chǎn)碎片、薄片或擠壓谷物產(chǎn)品的美國專利包括Anhaltges的976，332;Hoffman等人的1，541，263;Bendenk等人的3，664，848;Conrad的4，282，319和4，377，602。
在這些利用蛋白水解酶生產(chǎn)谷物產(chǎn)品的方法中，并未對整粒谷物或麩皮部分進行酶處理以保持淀粉或大分子量糊精的形成基質(zhì)能力。
利用纖維素酶，或α-淀粉酶、淀粉葡糖苷酶和葡萄糖異構(gòu)酶對谷物進行酶處理的方法，在下列美國專利中有所揭示Mulles的4，069，103;Antrim等人的4，089，745;Schoenrock的4，247，636;Ostre的4，292，331;Cestelli等人的4，378，432;Horwath等人的4，458，017以及Schoanrock等人的4，501，814。歐洲專利申請?zhí)?8，782主和瑞士專利公布號622，028(1981年3月13日公布)揭示了使用攻擊淀粉的酶的方法。日本公告57-47363揭示了生產(chǎn)一種谷物飲料的方法，它是在100-200℃的溫度下膨化谷物，再用一種酶(如纖維素酶)進行處理。將酶處理過的谷物加熱干燥，然后烘烤。
但是，經(jīng)纖維素酶或α-淀勖浮⑵咸塹矸勖負推咸煙且旃姑復(fù)聿牟鋝⒉皇槍任鍤稱貳Ｔ謖廡┪南字脅⒚揮兄賦霰Ａ艫矸鄣男緯苫侍匭裕員鬮復(fù)淼墓任鍰峁┛沙尚渦浴 在制備谷物產(chǎn)品時用產(chǎn)糖酶對磨碎的谷物或谷物部分進行酶處理，已在下列美國專利中有所揭示Frangie的1，172，270;Karg的2，040，943;Fine的2，289，416;Blanchon的，3，255，015;Kviesitis的3，395，019，Kelly等人的3，930，027;Buffa等人的3，950，543以及Goeriny等人的4，311，714。
但是，在這些專利的方法中，并沒有指出將這些酶處理的粉碎谷物或谷物部分形成薄片、碎片或擠壓谷物食品。
Gasses等人的美國專利4，374，860和Ganlwerka的美國專利4，438，150公開了一種生產(chǎn)粉或薄片狀即食早餐谷食的方法，它包括用產(chǎn)糖酶對粉碎谷物或谷物部分進行酶處理。
在生產(chǎn)薄片、碎片或擠壓形狀的即食(Ready-to-eat)谷食過程中用產(chǎn)糖酶對粉碎谷物或谷粒部分進行酶處理，已在Kellogg的美國專利1，564，181、Humphrey的美國專利1，568，162以及Fulges等人的美國專利4，431，6J4和4，435，430中公開。
在利用產(chǎn)糖酶生產(chǎn)這些成品谷食和即食早餐產(chǎn)品的方法中，并沒有指出進行酶處理以保留淀粉或淀粉和大分子量糊精的形成基質(zhì)能力，同時提高甜度和使味道多樣化。
在制備谷物產(chǎn)品過程中用產(chǎn)糖酶對整個谷物進行酶轉(zhuǎn)化公開于Gustavson的美國專利2，3130，028，Hugenlaud的美國專利2，555，235;Keahetian的美國專利262，464;Gay的美國專利3，948，015;Fulger等人的美國專利4，371，551以及日本專利公告37-1654。
但是，在這些通過利用產(chǎn)糖酶對整個谷物進行酶轉(zhuǎn)化生產(chǎn)谷物產(chǎn)品的方法中，沒有提到將酶處理的谷物加工成薄片、碎片或擠壓形狀的即食谷食。
Kellogg的美國專利2，174，982，F(xiàn)ine的美國專利2，289，416以及Friger等人的美國專利4，254，150公開了一種生產(chǎn)碎片、薄片或擠壓形狀的即食谷物食品的方法，它包括用產(chǎn)糖酶對整個谷粒進行酶處理。
美國專利2，174，982指出了一種從小麥、黑麥、玉米或燕麥等谷物制造薄片或碎片谷食的方法。在此，是將整個谷物在堿中煮沸以部分溶解麩皮外殼。然后沖洗谷物，除掉堿，再用麥芽處理，使淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｏ螓溠恐屑舆M調(diào)味物質(zhì)，麥芽汁保持在148°F-170°F，以使谷物膨脹且讓調(diào)味物質(zhì)滲透。再將該物質(zhì)加壓燒煮，干燥，使其成薄片或碎片。對碎片來說該物質(zhì)的濕度為20%。如該專利所述，產(chǎn)物中的糊精使其更加松脆。
美國專利2，289，416提供一種從整個谷物制造薄片或碎片形谷食的方法。酶處理之前，通過加熱處理整個谷物，破壞麩皮外殼，且使淀粉糊化。在這一預(yù)處理之后，將酶直接加到整個谷物中。該專利指出，該酶對糊化淀粉作用更迅速，以發(fā)芽谷物作為酶源，在60℃-70℃糊化淀粉充分轉(zhuǎn)化。且指出，破碎能夠極大地增加胚乳的滲透性，它可在糊化之前或之后完成。據(jù)說在蒸煮之前向面粉或粉碎谷物中加入酶實際只將不會導致淀粉轉(zhuǎn)化為其亞成分。發(fā)芽大麥粉和淀粉酶濃縮物(即米曲霉淀粉酶制品)分別用作酶源。麥芽糖是用這一方法產(chǎn)生的唯一特定公開的糖。
美國專利4，254，150提供一種薄片形谷食的生產(chǎn)方法。在此，淀粉被酶就地轉(zhuǎn)化成葡萄糖。將整個谷物或谷物碎渣(從粗渣適當加工的碎谷物)與水混合，形成含20-40%谷物碎片的糊漿。使該糊漿膨脹，然后加入α-淀粉酶調(diào)節(jié)糊漿的PH值。然后在蒸氣噴射爐中于100℃-110℃溫度范圍內(nèi)加熱糊漿。再將該糊漿通過一溫度也維持在100℃-110℃的管型轉(zhuǎn)化器。淀粉在此轉(zhuǎn)化成麥芽糊精。然后向糊漿中加進淀粉葡糖苷酶，促使麥芽糊精轉(zhuǎn)化為葡萄糖。在單滾干燥器上干燥糊漿，形成熱塑薄層，冷卻使其變脆，然后切成薄片。糊漿干燥之前，可加進麩皮或其它添加物以生產(chǎn)飼料。在不從谷物或其它干物質(zhì)(如谷蛋白、纖維及外殼)中分離出淀粉的情況，完成了谷物中淀粉的酶解。
在這些生產(chǎn)即食谷食的方法中，并未指出用產(chǎn)糖酶對整個谷物進行酶處理，從而保留淀粉和高分子量糊精的形成基質(zhì)性質(zhì)，同時提高甜度且使味道多樣化。
本⒚魈峁┝艘恢稚鴰暮擋凸任鍤稱返姆椒?，其中跳幆仕N復(fù)硎迪值模北Ａ裊說矸酆透叻腫恿亢男緯苫侍匭?。栽r痙⒚髦?，果虊q木偷夭魴枰仙倭康牡矸圩憧紗锏剿杼鴝?。果虊q牟貢痙⒚韉暮擋凸任鍤稱肪哂性鑾苛說姆涿酆腿蠓縹逗拖閾?。淀粉芳堬喛的綑n突垢納屏嗣復(fù)淼墓任錛庸の擋凸任鐨巫吹目沙尚渦院鴕歡ㄌ鴝認碌男巫幢３幟芰?。栽r痙⒚髦泄任鎩⒚娣芻虼址壑械牡矸酆 或纖維素成分可被酶改變，產(chǎn)生果糖。因此，本發(fā)明的一個方面就是用酶改變含有淀粉和纖維素纖維的面粉或粗粉中的纖維素成分。于一定條件下糖化纖維素且在處理有面粉或粗粉中產(chǎn)生果糖，在這種條件下，幾乎所有這樣產(chǎn)生的果糖以及所有或絕大部分的淀粉都被保留。
本發(fā)明提供了生產(chǎn)甜化早餐谷物制品的方法，其中甜化是用酶將淀粉和/或纖維素轉(zhuǎn)化為果糖實現(xiàn)的。向果糖的轉(zhuǎn)化使得本發(fā)明的谷物產(chǎn)品具有增強的蜂蜜和全麥風味和香氣。此外，由于與其它還原糖相比果糖具有更高的甜化能力，因此僅需要較少的淀粉轉(zhuǎn)化或較少地破壞高分子量糊精便可得到所需的甜度。這就使得可以保留較大部分的淀粉和高分子量糊精以利于加酶處理后的谷物產(chǎn)品的基體成型和可加工性。不僅如此，由于保留的淀粉和/或高分子量糊精的提高，還增強了一定甜度下的早餐谷物食品的外形保持能力。
在本發(fā)明中，谷物或至少一個谷物部分用水蒸煮至谷物淀粉至少部分糊化。酶處理可在蒸煮前、同時或蒸煮后進行。最好限制加酶處理過程中的用水量，使所有的水被谷物吸收，以此減少在瀝干蒸煮過的谷物時造成的糖的損失。谷物或至少一個谷物部分的蒸煮和酶處理的程度應(yīng)使得谷物或顆粒基本上保持分離性或整體性。這樣可以用常規(guī)的大規(guī)模谷物食品成型設(shè)備將加酶處理過的顆粒成型為早餐谷物制品的形狀。
本發(fā)明的一個方面是使用葡糖淀粉酶形成右旋糖。使用葡糖異構(gòu)酶使一部分右旋糖轉(zhuǎn)化為果糖。葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶可同時加入或先后加入。最好是在蒸煮之后再將葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶加入以防止這些酶早期失活。在本發(fā)明中，可以使用α-淀粉酶將淀粉轉(zhuǎn)化為糊精。α-淀粉酶可以與葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶同時加入或在其之前加入。
本發(fā)明的另一方面涉及生產(chǎn)果糖甜化谷物產(chǎn)品的方法，包括下述步驟提供一種含有谷物纖維的谷物;潤濕這種含有谷物纖維的谷物;使?jié)櫇竦墓任锱c一系列酶(包括纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶)接觸;溫育所述含有谷物纖維和酶的潤濕谷物，其時間應(yīng)足以產(chǎn)生果糖;收集含有果糖的甜化谷物產(chǎn)物。含有谷物纖維的谷物較好的是谷物面粉或粗粉。
本發(fā)明的又一方面是在所述方法中使?jié)櫇竦墓任锩娣刍虼址叟c纖維素酶、糖化酶如α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶，和葡萄糖異構(gòu)酶接觸。
本發(fā)明的又一方面涉及生產(chǎn)甜化谷物產(chǎn)品的方法，其中收集的甜化谷物產(chǎn)品經(jīng)過烘烤。
本發(fā)明的又一方面涉及生產(chǎn)甜化谷物產(chǎn)品的方法，其中谷物面粉或粗粉在用一系列酶溫育以產(chǎn)生果糖之前用蔗糖液潤濕。
本發(fā)明的又一方面涉及生產(chǎn)甜化谷物產(chǎn)品的方法，包括用纖維素酶水解谷物中部分或基本上全部纖維素和用葡萄糖異構(gòu)酶將其所述水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為果糖。
加酶處理過的谷物可以溫育或調(diào)合長達約48小時，典型的為約2-24小時。將調(diào)合好的產(chǎn)物瀝干，制成早餐谷物制品形狀。加酶處理過的谷物成型可采用切碎、成片、研磨、擠壓等方法。加熱成型后的谷物制品便使酶失去活性。也可以在成型步驟之前或同時引發(fā)酶的失活。
淀粉的加酶轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的果糖與酶處理過程中產(chǎn)生的其它還原糖一起足以產(chǎn)生甜味。產(chǎn)生的果糖還可帶來蜂蜜型或全麥型香脆口感和香味。本發(fā)明谷物產(chǎn)品的果糖含量至少為全部干固體重量的約1%(重量)，較好的為約至少5%(重量)。本發(fā)明的谷物產(chǎn)品的還原糖含量基于全部干固體的重量可高達35%，適宜的為約10%至25%。加酶轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生的果糖的量基于谷物產(chǎn)品中單糖的總重量可為約5%至約45%，適宜的為約15%至約40%。
本發(fā)明的谷物產(chǎn)品是用含有果糖的還原糖甜化的。谷物或至少一個谷物部分中天然存在的淀粉和/或纖維素經(jīng)加酶處理，使得最終產(chǎn)物具有甜化和口感的組合效果和令人滿意和香味。
可以應(yīng)用于本發(fā)明的谷物包括小麥、燕麥、稻米、玉米、大麥、黑麥及其組合等。優(yōu)選的谷物是小麥。谷物可以是破碎的或未破碎的。破碎的谷物使酶更易于穿透，結(jié)果使轉(zhuǎn)化時間縮短。在本發(fā)明中也可以采用的谷物部分包括來源于谷物粉碎產(chǎn)物的任何部分或未經(jīng)篩分的粗粉，例如麩皮部分、胚乳部分、胚芽部分或其混合物，例如面粉或全麥面粉。谷物的部分可以通過常規(guī)的研磨、分級和調(diào)合的方法制取。
上述“至少一個谷物部分”一般應(yīng)含有至少10%(重量)，適宜的為約25%至約45%(重量)谷物纖維(干基)。較好的谷物部分是麥麩。麥麩中天然存在的和/或添加的淀粉量可以高達60%(重量)。較高的淀粉含量(適宜的為約45%至約55%)可使得谷物產(chǎn)品中產(chǎn)生較高量的果糖。
谷?？梢允乔虚_的(適宜的用鋼刃切開)，整?；蛎妊康幕蛑瞥甥溠康?。對于生產(chǎn)碎片谷物制品和薄片谷物制品而言，整粒是較好的。
本發(fā)明中，加酶轉(zhuǎn)化進行中應(yīng)使得谷粒保持分離性或整體性。還應(yīng)該盡可能增大果糖相對于還原糖總量的百分比含量，只要不造成過份的甜度或影響產(chǎn)物的加工性或顏色即可。在對谷物部分的處理時，也應(yīng)保持其顆粒(如麩皮)的整體性。保持谷?；蝾w粒的整體性或分離性以及保留淀粉或高分子量糊精對于將其用常規(guī)的加工設(shè)備成型或加工為早餐谷物食品的形狀常常是必需的。例如，在生產(chǎn)碎片小麥時，對麥粒的加酶處理不能損害麥粒的整體性或分離性。如果分離性被破壞，麥粒會阻塞碎片輥進料料斗并趨向于粘附在碎片輥上。淀粉或形成基體的高分子量糊精的保留應(yīng)足以使其具有加工性和易于成型以及使最終產(chǎn)物具有抗破裂能力。
在本發(fā)明中，使用D-木糖酮醇異構(gòu)酶(也稱為木糖異構(gòu)酶，更常稱為葡萄糖異構(gòu)酶)將葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，葡萄糖是通過采用淀粉葡糖苷酶或葡糖淀粉酶(也稱為淀粉-1，6-葡糖苷酶)產(chǎn)生的。葡糖酶可通過使淀粉酶轉(zhuǎn)化或谷物淀粉衍生的糊精酶轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出葡萄糖。用α-淀粉酶對谷物或至少一個谷物部分進行處理可以得到糊精。α-淀粉酶在α-1，4-半縮醛(-C-O-C-)鍵無規(guī)則地水解淀粉分子，經(jīng)葡糖淀粉酶使之斷裂產(chǎn)生葡萄糖。因此，用葡糖淀粉酶使之斷裂產(chǎn)生出更多的還原糖，同時保留較高分子量糊精以增強其基體成型能力。在本發(fā)明中，α-淀粉酶的使用可以根據(jù)需要而定。
在本發(fā)明中，α-淀粉酶(如果使用的話)與谷物或者至少一個谷物部分和水的混合可以在蒸煮前，蒸煮開始時或蒸煮后進行。如果α-淀粉酶在蒸煮之前加入，要將谷物或至少一個谷物部分在α-淀粉酶的存在下于適宜的為約68°F(20℃)至約212°F(100℃)的溫度下浸濕。浸濕時間為約半小時至約4小時。
谷物在水和α-淀粉酶(如使用的話)的存在下蒸煮至淀粉至少部分糊化。糊化的程度典型的為完全糊化。完全糊化是指用差示掃描量熱法測定完全沒有雙折射和完全沒有糊化熱函。
蒸煮溫度一般為176°F(80℃)至約212°F(100℃)，時間一般為約15分鐘至約45分鐘。預(yù)浸或蒸煮過程中的pH以約5-8為宜。一般情況下，蒸煮的時間和溫度應(yīng)足以消除谷粒中的白心或僅剩模糊的白心。
蒸煮后，谷物或至少一個谷物部分與水與葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶混合。也可以在蒸煮后將α-淀粉酶加入(如果使用的話)。如果是在蒸煮后加入，也可以是先前加入過的附加部分。葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶可以在蒸煮后同時加入或先后加入，或同時加入一部分再先后加入一部分。這些酶的先后加入可以使pH和溫度適應(yīng)于特定的酶。如果α-淀粉酶是在蒸煮后加入，可以先于葡糖淀粉酶或與其同時加入。
在葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶先后加入的情況下，用葡糖淀粉酶處理的溫度宜為約68°F(20℃)至約176°F(80℃)，pH值宜為約3-8，溫度最好為約131°F(55℃)至約167°F(75℃)，pH值最好為約4-6。用葡萄糖異構(gòu)酯處理的溫度宜為約68°F(20℃)至約212°F(100℃)，pH值宜為約5-9，溫度最好為131°F(55℃)至約158°F(70℃)，pH值最好為約6-8。
在用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶同時處理的情況下，轉(zhuǎn)化宜在溫度為約68°F(20℃)至約176°F(80℃)、pH值為約5-8下進行，最好在溫度為約131°F(55℃)至約158°F(70℃)、pH值為約6-7下進行。當α-淀粉酶是在蒸煮后加入時，在加入葡萄糖淀粉酶之前用α-淀粉酶進行處理的時間紗 小時，適宜的溫度為約176°F(80℃)至約194°F(90℃)。用α-淀粉酶處理之后，必要時使反應(yīng)混合物冷卻至適合于采用葡糖淀粉酶的溫度。用葡萄糖淀粉酶和葡糖異構(gòu)酶處理的總時間或培養(yǎng)周期可達48小時，典型的為約2小時至約24小時。當葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶先后使用時，用葡糖淀粉酶的處理時間可達約24小時，用葡萄糖異構(gòu)酶的處理可再達約24小時。
在本發(fā)明的方法中，蒸煮后和在用α-淀粉酶(如果使用的話)、葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶進行處理的過程中對谷物或至少一個谷物部分進行勻濕。
蒸煮和用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理過程中所用的水量最好應(yīng)限制為使得幾乎所有的水都能被谷物或至少一個谷物部分所吸收。這可以降低排水造成的還原糖的損失。適宜的是，蒸煮過程和加酶處理過程中所用的水量為水和谷物或至少一個谷物部分的總量的約20%至約55%(重量)?？梢栽谡糁蠛蠹铀允姑概c蒸煮過的谷物或谷物部分混合，實現(xiàn)加酶處理的均勻性。加酶處理之后，排掉殘存的多余的水。瀝干后的加酶處理過的谷物或谷物部分在成型前可根據(jù)需要進行調(diào)和以使水均勻分布于谷物。
如沒有另外說明，本發(fā)明中所用的酶濃度是按照美國專利No.4，376，824第8欄第47行至第11欄第8行所述以“活性”定義的。糖的測定、右旋糖當量(DE)的計算和異構(gòu)化程度(果糖%)的測定也是依據(jù)美國專利No.4，376，824所述的方法進行的(見第11欄第10行至第12欄第43行)。本文引用該專利文獻作參考。
因此，在本發(fā)明中，α-淀粉酶濃度是以lig/g表示的，其中“g”是淀粉干物質(zhì)的克數(shù)。“Lig”是力規(guī)分的縮寫，它是1967年版的美國紡織化學和染色化學者協(xié)會技術(shù)手冊(卷43，pp.B-174和B-175)中公布的標準試驗的修正方法AATCC103-1965“用于脫漿和檢測的細菌α-淀粉酶”所規(guī)定的酶活性。
所公布的方法修正方案是(1)將25.3g氫氧化鈉(化學純)和340g磷酸二氫鉀(化學純)溶于水并稀釋至2升，制備淀粉底物的緩沖液。
(2)將125ml緩沖液加到冷卻的糊膏狀淀粉底物，然后使底物體積增至500ml。
(3)測定淀粉底物的pH值，必要時，調(diào)節(jié)至6.20+0.05。
(4)用0.025摩爾氯化鈣溶液作為酶樣品稀釋劑。該稀釋劑的制備是將11.1g無水氯化鈣(化學純)溶于水并使其體積達到4升。
(5)由BAU換算力規(guī)分的公式為BAU×2.85＝力規(guī)分。
葡糖淀粉酶的活性單位(GU)是由下述步驟中于60℃和pH為4.5時每小時催化產(chǎn)生1g右旋糖的酶用量確定的。
將10ml(10%)含有20mM乙酸鹽緩沖劑、pH為4.5的部分水解的淀粉(例如Maltrin-10，GrainProcessingCo.產(chǎn)品，Muscatine，Iowa)用吸液管加入保持在60℃的加蓋反應(yīng)器中，加入1ml含有0.03-0.15GU的葡糖淀粉酶溶液并混合，混合物于60℃保持1小時。1小時保溫期結(jié)束后，加入預(yù)定體積的1M氫氧化鈉使pH值為8.5-10.5以終止酶作用。然后將混合物冷卻至室溫。
將得到的2.5ml檢測水解液用吸液管移入25ml費林溶液中，費林溶液的制備如“StandardAnalyticalMethodsoftheMemberCompaniesoftheCornIndustryResearchFoundation，Inc.”(1001ConnecticutAve.，N.W.，WashingtonD.C.20036)中所述的測定DE的方法E-26.(右旋糖當量(DE)的定義為以右旋糖表示的還原糖存在的濃度，干物質(zhì)的百分比計算)。根據(jù)上述測定DE的步驟，使混合物沸騰并用含有5g右旋糖的標準右旋糖溶液滴定。用與上述制備檢測水解液相同的方式制備對比混合物并進行滴定，不同之處在于1ml葡糖淀粉酶溶液是在1小時保溫期和加入氫氧化鈉溶液之后加入。葡糖淀粉酶活性的計算式為(GU)/(g) ＝0.002V((C-A)/W)其中V是檢測水解液的總體積(ml)，通常為11.2ml，C是用于滴定對比混合物的標準右旋糖溶液量(ml)，A是用于滴定檢測水解液的標準右旋糖溶液量(ml)，W是每毫升稀釋的酶溶液中酶的重量。
葡萄糖異構(gòu)酶活性用IGIU單位表示。
IGIU是國際葡萄糖異構(gòu)酶單位的縮寫，表示在pH為6.84-6.85(0.2M馬來酸鈉)，溫度為60℃，初始溶液中含有2摩爾葡萄糖/升，0.02摩爾MgSO4和0.001摩爾Co Cl2/升時，每分鐘將1毫摩爾葡萄糖轉(zhuǎn)化為果糖所需用的酶量。葡萄糖異構(gòu)酶的測定用N.E.Lloyd等著“谷物化學”，49，No.5，pp.544-553(1972)中所描述的方法進行。
除另有注明，酶的濃度或劑量用lig/g，GU/g或IGIU/g表示，其中“g”是初始存在的淀粉干物質(zhì)的克數(shù)。除另有說明，小麥的淀粉含量假定為63.2%(干基，重量)。
在本發(fā)明中，適宜的酶濃度是α-淀粉酶為約1lig/g至約1000lig/g，葡糖淀粉酶為約0.1GU/g至約10GU/g，葡萄糖異構(gòu)酶為約1IGIU/g至約100IGIU/g。如果使用α-淀粉酶，其濃度最好至少為約200lig/g。
本發(fā)明中所用的酶是商業(yè)上可得到的。熱穩(wěn)定性酶是優(yōu)選的。適用于本發(fā)明的酶包括NovoIndustryA/S生產(chǎn)的熱穩(wěn)定性α-淀粉酶，芬蘭SugarCo.，Ltd.生產(chǎn)的以SPEZYMEGA-200為注冊商標出售的葡糖淀粉酶和同一芬蘭公司生產(chǎn)的以SPEZYMEGI為商標出售的葡萄糖異構(gòu)酶。
加酶處理過程中的pH值可用一種可食用的緩沖劑控制。較好的緩沖劑是含有乙酸和乙酸鹽和乙酸鹽緩沖劑?？梢允褂胮H值調(diào)節(jié)劑例如氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈣對pH值進行連續(xù)調(diào)節(jié)?？捎玫钠渌彌_劑或pH值調(diào)節(jié)劑包括丙酸鹽、乳酸鹽、富馬酸鹽、馬來酸鹽、檸檬酸鹽和磷酸鹽，例如磷酸鉀。
本發(fā)明還涉及將谷物面粉或粗粉中一部分纖維素成分或淀粉以及纖維素組分轉(zhuǎn)化為果糖以制備甜化谷物產(chǎn)品的方法。研磨前，谷物具有高含量的纖維和淀粉。這些谷物包括各種大粒和小粒谷物，例如玉米、黑麥、稻米、小麥和大麥。其它農(nóng)作物例如大豆和花生也具有可觀的淀粉和纖維含量，用本發(fā)明所述的方法可將其轉(zhuǎn)化為果糖。谷類作物具有特別高的纖維或纖維素含量，且含有大量的淀粉。例如，小麥的表皮、珠心、內(nèi)種皮都含有麥麩，其纖維含量高，是黑面粉和全麥面粉的主要組成部分。在研磨過程中將麥麩與麥粒的胚乳分離制成面包粉，并將麥麩收集起來單獨研磨制成麥麩粉。這些面粉中的纖維組分含有可觀量的纖維素。
在本發(fā)明的方法中，潤濕的含有谷物纖維的研磨谷物或谷物整粒，最好是含有纖維素和淀粉的谷物面粉或粗粉，先進行可有可無的粉碎，然后與一系列酶接觸，包括纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶以及必要時也可以采用的糖化酶;潤濕的谷物面粉或粗粉與所述一系列酶一起保溫足夠的時間以產(chǎn)生果糖，最后收集含有果糖的產(chǎn)品。
在本發(fā)明的方法中，谷物面粉或粗粉中纖維素含量的顯著部分可經(jīng)加酶處理轉(zhuǎn)化為葡萄糖。將谷物面粉或粗粉的纖維素部分轉(zhuǎn)化為葡萄糖并由此生產(chǎn)果糖使得谷物面粉或粗粉中大量淀粉可以保留下來，以用來保持由這些處理過的面粉或粗粉最終生產(chǎn)的谷物產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和可成型性。另一可選擇的方法是也可以將一部分淀粉糖化，以便再產(chǎn)生一些葡萄糖或其它糖類，或通過葡萄糖異構(gòu)酶的作用再產(chǎn)生一些果糖，同時保留大量淀粉和高分子量糊精以滿足處理后的谷物的結(jié)構(gòu)和成型步驟的需要。
已知果糖比葡萄糖或蔗糖具有更高的甜度。因此，根據(jù)本發(fā)明可以生產(chǎn)具有所需甜度同時保留相對低的可消化的熱量的高纖維谷物，因為本發(fā)明方法的一個方面是沒有必要糖化淀粉。如上所述，本發(fā)明方法的一種產(chǎn)品是加酶處理過的甜化低熱量高纖維谷物產(chǎn)品。
更詳細地講，本發(fā)明的諸多方面所涉及的方法都是在潤濕的谷物中用纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理生產(chǎn)果糖。一般要將谷物研磨或用其它方法破裂、粉碎或破碎成小粒。這種研磨過的谷物最好是由含有淀粉和纖維素的谷物制成，呈粗粉或細粉或未經(jīng)篩過的粗粉形式。這些谷物包括玉米、稻米、小麥、燕麥、大麥和黑麥的大粒和小粒谷物。由這些谷物制得各種各樣的面粉或粗粉作為本發(fā)明方法的原料。由這些谷物制成的并且適于生產(chǎn)早餐谷物食品的面粉或粗粉是眾所周知的。就面粉而言，由小麥制成的是較好的，特別是麥麩粉、黑面粉和全麥面粉尤其適用。麥麩粉是特別好的。
一般情況下，面粉是以干燥的形式供應(yīng)的，其水含量為20%或更低，一般約為10%。在根據(jù)本發(fā)明對其進行加酶處理之前或與之間時，要增加面粉的水含量。通常，水含量應(yīng)增加到足以使上述一系列酶顯示活性，所有這些酶一般是在有水或使成水谷物的環(huán)境下才起作用。水含量是根據(jù)HO占全部混合物總量的百分比確定的。水含量的范圍為約25%至更高。為維持上述系列酶的活性，水含量在約40%至約80%之間是較好的。
根據(jù)所用面粉的類型、所需最終谷物產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和所需糖化及果糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速度，水含量可有變化。然而，一般說來，水含量不能超過面粉或粗粉所能吸收的水量。采用麥麩粉時使其水含量為約55%至約60%，可以得到松脆的甜化谷物產(chǎn)品。
面粉或粗粉中的水含量可以采取增加或從中排出水的方式進行調(diào)節(jié)。如果是在加入酶系列之前將面粉或粗粉浸入溶液或水中預(yù)潤濕的，有必要采用常規(guī)的方法將多余的水除掉，例如采用傾析、吸走、壓擠、濾出或加熱或其組合的方法。如果使用的是干面粉或粗粉，水量的調(diào)節(jié)可以采用添加含水的溶液來完成。所述溶液可以是含水的酶溶液，例如上述纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶的水溶液，或者在需要時也可以是淀粉酶和淀粉葡糖苷酶的水溶液。
此外，面粉也可以用調(diào)味糖漿的水溶液潤濕。所述調(diào)味糖漿可含有蔗糖、水果提取物等。然而，由于通過酶的作用從面粉中已產(chǎn)生顯著量的葡萄糖和果糖，在本發(fā)明的方法中沒有必要加入這種蔗糖的水溶液。
按照本發(fā)明，在過程中最好用足夠維持酶系活性的濕度進行谷粉或粗谷粉的酶處理。但一般是不希望加入這樣多的水于谷粒或谷粉中的，過量的水可在酶處理之后排掉，從濕谷粒或谷粉中回收?？梢杂卸嘤嗟乃慌诺?，這樣大的水含量一般將導致酶處理后產(chǎn)生的可溶性糖的損失。因此，最好在濕潤谷?；蚬确蹠r使用不多于谷?；蚬确劭梢酝耆盏乃芤?。
在制備作進一步加工的谷粉或粗谷粉時，谷粉或粗粉要被破裂以部分改變其中的淀粉和纖維素。一般，破裂過程包括加熱，最好應(yīng)用濕熱。因此可使用通蒸汽、蒸汽加壓、在封閉容器中加壓蒸煮，或者較不常采用的是應(yīng)用干熱。化學破裂方法，如用弱堿處理，也是已知的。
在整谷粒、粗谷粉或谷粉中加入酶系可在生產(chǎn)本發(fā)明的甜化谷產(chǎn)品過程中的各個點上進行。總的說來，可在谷粉或粗谷粉破裂過程的前、后或過程中加入。通常在破裂后最好使谷粒、粉或粗粉與酶系接觸。可以不受下述理論的限制，即可以認為谷粒、谷粉或粗粉的破裂可增加破裂的粉中酶對酶作用物的微觀可適性，因而最大程度地提高葡萄糖產(chǎn)率和糖的有效性以及少量棕黃反應(yīng)的糖化物，如果甜化谷產(chǎn)品最后需要烹調(diào)的話。
酶系也可在破裂前加入。若酶系此時在過程中加入，便可調(diào)節(jié)其后的破裂步驟，以維持破裂作用期的一部分中的酶活性，辦法是調(diào)節(jié)該部分的溫度上升速度，這部分的酶一谷粒、粉、粗粉混合物的溫度是上升的。當然，破裂步驟可以用來最終基本上或完全使加入整谷粒、粉或谷粉的酶失去活性，假如酶系是在破裂步驟前加入的話。
酶系也可在破裂作用的過程中加入，調(diào)節(jié)每一種酶的加入量和加熱速度以得到最終產(chǎn)物中葡萄糖異構(gòu)酶和葡糖淀粉酶已在美國專利4，532，208和4，536，477中分別敘述。再者，使用熱穩(wěn)定酶可使本發(fā)明的方法通常在高于75℃的溫度下進行。因此，可用于縮短在甜化的谷產(chǎn)品中產(chǎn)生葡糖所需的時間。在本發(fā)明的方法中，酶系中各酶加入濕谷粉或粗粉中的次序也是很重要的，一般，各種酶可同時加入破裂的或非破裂谷粒、粉或粗粉，或者按葡萄糖異構(gòu)酶在最后加入的次序加入各種酶。葡糖轉(zhuǎn)化酶活性達到的穩(wěn)定狀態(tài)類似于慢速加入葡萄糖轉(zhuǎn)化成果糖所達到的穩(wěn)定狀態(tài)是所希望的。在這些條件下產(chǎn)生的果糖的濃度不象抑制葡萄糖形成果糖那樣大。通常，當谷粉底物濕潤條件為75%的水或小于75%水時，一次加入所有的酶是合適的。在這些條件下，由纖維素酶或纖維素酶和糖化酶(如α-淀粉酶和淀粉葡糖苷酶)相結(jié)合產(chǎn)生的葡萄糖由葡萄糖異構(gòu)酶轉(zhuǎn)化成果糖，其轉(zhuǎn)化率基本上與葡萄糖的產(chǎn)率相等。通常，加入過量葡萄糖異構(gòu)酶是合適的。
酶處理后，谷?；蛑辽僖环N谷粒部分可用常規(guī)大規(guī)模生產(chǎn)的谷類加工設(shè)備制成早餐谷制品。例如，將甜化谷粒切碎、制片、擠壓或磨粉。
在生產(chǎn)即食的碎麥片餅干時，供酶甜化的碎谷粒的適合水份含量約為28%～49%(重量)，比較典型的約為39%～43%(重量)(按谷粒重量計算)。經(jīng)蒸煮和勻濕的用酶甜化谷粒最好是用帶傳送器輸送至一料斗，加入螺旋傳送器。后者通過料斗或流管將谷粒送至粉碎輥組或研磨機。
切碎機包括相反轉(zhuǎn)動的一對輥子，其中一個輥子有周槽和跨越周槽的網(wǎng)紋槽以生產(chǎn)整塊的網(wǎng)紋板。最好控制二輥間的空隙以避免膜(webbing)的產(chǎn)生。谷粒通過兩輥之間，變形成周槽和網(wǎng)紋槽。每對輥子生產(chǎn)一面團層，上面有許多大體平行的縱向線和大體垂直于此線的網(wǎng)紋線?？v線由周槽產(chǎn)生，與下置的傳送帶運動方向平行，面團層的網(wǎng)紋線是由網(wǎng)紋槽產(chǎn)生的，通常垂直于傳送帶的運動方向。
切條機是沿著普通的下置傳送帶成線型排列的。每一切條的面團層和片是置于上位傳送帶上的，它們的縱向線有相同的方向。
將切條的面團層連續(xù)地重疊起來，疊層用已知的切割裝置按產(chǎn)品流動方向橫向和縱向切割成為多線餅干預(yù)制品，切割可以切透疊層，成為烘烤前的一個個的餅干形狀。但較好的是部分切透有填料的疊層使成為餅干形狀，接著用已知方法烘烤并分離烘烤過的并部分切割的疊層成為一個個的餅干。此步驟使切割的產(chǎn)品通過烘爐時的定向易于控制。
在麥片的生產(chǎn)中，用酶甜化的谷?？梢愿稍镏吝m合的麥片水分含量，并在有光滑表面的大的相反轉(zhuǎn)動的鋼筒之間通過，鋼筒可以內(nèi)部冷卻或加熱。在制成麥片前可以將谷粒進行研磨。
可以將谷粒或一種谷粒部分進行干燥，然后在磨中研細來生產(chǎn)磨細的谷產(chǎn)品。然后，磨細的產(chǎn)品可以進行烘烤。
在擠壓產(chǎn)品的生產(chǎn)中，可將酶甜化的谷粒或至少一種谷粒部分任意干燥至適當?shù)臄D壓水分含量，并且雙螺旋廚用擠壓機進行擠壓。各種模具都可用于把甜化谷料擠壓成膨化或不膨化的早餐谷制品。
在本發(fā)明中，酶是通過常規(guī)烘、烤和干燥步驟的加熱被去活的，以提供貨架穩(wěn)定的產(chǎn)品，例如在碎麥片餅干的生產(chǎn)中，切好的疊層可在常規(guī)設(shè)備中進行干燥、烘、烤。適合的疊層干燥、烘、烤爐包括ProctorandSchwartz，WernerLehara和Spooner爐，這些爐中有鼓風裝置、煤氣燃燒嘴和一個運送帶，爐中用于干燥、烘、烤餅干預(yù)制品的溫度模式一般在約200-600°F的范圍。通常，此范圍內(nèi)的溫度適合于所有酶的失活。干燥、烘、烤的總時間應(yīng)使其避免過度變棕，特別是在本發(fā)明的產(chǎn)品有還原糖存在的情況下。干燥、烘、烤的適合時間取決于產(chǎn)品厚度、大小、爐子類型，產(chǎn)品中還原糖的量。一般說來，適合的時間為約4-10分鐘。
酶糖化的本發(fā)明的產(chǎn)品所得到的果糖的量應(yīng)提供足夠的甜度和可口的復(fù)合的類蜂蜜風味。酶處理谷?；蛑辽僖粋€谷粒部分而產(chǎn)生的果糖的量應(yīng)為谷產(chǎn)品總干重的至少1%，最好是5%，據(jù)信本發(fā)明的產(chǎn)品的可口的復(fù)合風味及芳香是果糖和谷粒蛋白質(zhì)間的Maillard(美拉德)反應(yīng)結(jié)果。本發(fā)明的谷產(chǎn)品的還原糖含量可達干重的35%左右，以10%～25%左右為適宜，通常，本發(fā)明的谷產(chǎn)品的果糖含量在約5%～45%的范圍，最好是約15%至約40%或更多(以谷產(chǎn)品的總單糖含量計算)。
酶處理的小麥樣品還原糖含量可用Bernfield的改良的二硝基水楊酸法(DNS)測定。也可用其它方法測定。
制備分析樣品時，可用小型電咖啡研磨機研磨成比較細的粉末。研細和混合后，取一小樣進行干固體測定。
可溶性還原糖的提取是將0.3-1.0克的干小麥磨粉樣品懸浮于50ml的無離子水中，攪拌2小時，然后用高速離心法或過濾法除去不溶物，取自清液即濾液等分試樣直接用于DNS還原糖測定。
如用濕樣品，在提取前需有酶去活處理，這可在面粉樣品加水后立即加入幾滴10%的NaOH溶液將提取液的pH調(diào)至10左右來實現(xiàn)，或在50ml0.02M的碳酸鹽/碳酸氫鹽緩沖溶液中(其pH為10)提取粉狀樣品。
DNS試劑的制備是將1.0g3，5-二硝基水楊酸(DNS)溶于20ml2N的NaOH溶液和50ml無離子水中，再加入30gRochelle鹽(四水合酒石酸鉀鈉)。當鹽全部溶解后，加水至100ml，試劑置具塞棕色瓶中在室溫下貯存。
標準葡萄糖溶液的制備(0.01M)是將0.180g無水葡萄糖溶于約80ml的無離子水中，然后稀釋至100ml。由標準葡萄糖溶液制備0～10μM/ml濃度的一系列稀溶液，在一系列的試管中各加入1.0mlDNS試劑。用吸液管在每一試管中置入1.0ml不同濃度的葡萄糖溶液。每一試管用一玻璃球(或大理石球)或鋁箔蓋住，侵入沸水浴中5分鐘(須準確)，然后再將試管侵入冷水浴中10分鐘。然后在每一試管中加入10.0ml無離子水并用旋渦混合器很好地混合，在適合的比色計或光譜儀測定540nm波長的吸收，以空白試劑(1.0mlDNS，1.0ml無離子水，按上述方法處理)作參比。繪制540nm的吸收/葡萄糖濃度圖。
將未知濃度的樣品稀釋到每毫升含1～10μM還原糖的濃度，每一樣品按標準化步驟處理，自標準曲線測定還原糖的濃度。
轉(zhuǎn)化成糊精和還原糖的谷淀粉的量基本上可達100%(以干淀粉為基礎(chǔ)計算)。然而，轉(zhuǎn)化成低分子量產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率不應(yīng)太高以致破壞其易成型性或機加工性或減低了最后的谷產(chǎn)品的強度。另外，轉(zhuǎn)化成低分子量產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率應(yīng)該足夠高以使能提供甜味量的果糖。
本發(fā)明可用于生產(chǎn)現(xiàn)成的早餐谷制品。即時谷食以及熱谷食。
本發(fā)明用下述實例給以進一步解釋。除非另外指明，酶的劑量或濃度是指每克干物質(zhì)小麥淀粉的酶含量，假設(shè)小麥的淀粉含量為63.2%(以干重為基礎(chǔ)計算);所有的溫度均使用攝氏度;所有的百分數(shù)、比率和比例均按重量計;除非另外指明，小麥是未粉碎的。
實例1以果糖自然甜化的現(xiàn)成碎麥片餅干可用1000克未粉碎的整麥種加700ml水于100℃下蒸煮30分鐘，接著把蒸煮過的小麥冷至85℃，不需瀝水。然后可加入3.2ml(約100liq/lg全干淀粉)NevoTermamylT-120α-淀粉酶(20，000liq/ml)于蒸煮過的小麥中。將α-淀粉酶和蒸煮過的麥種徹底混合，在85℃下保溫2小時，然后冷卻至60℃以同時加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶?？杉尤氲腟pezyme葡糖淀粉酶(200GU/ml)的量為1.6ml(每克全干淀粉約0.5GU)，可加入的Spezyme葡萄糖異構(gòu)酶(630IGIU/ml)的量為1.0ml(每克全干淀粉約1.0IGIU)。將麥種和酶混合后在60℃保溫18小時，用酶處理過的麥粒可進行瀝水。然后將麥粒進行干燥至濕含量約為41%。此后麥?？捎孟喾崔D(zhuǎn)動的輾輥(其中一個有槽)制成連續(xù)的網(wǎng)狀片，將網(wǎng)狀片，疊成10層的疊層體，將疊層體部分切成矩形、匙形餅干預(yù)制品。然后將預(yù)制品在煤氣區(qū)段爐中干燥、烘、烤7分鐘，進口處至出口處的溫度由200°F左右至600°F左右，其后再把預(yù)制品分離成一個個的餅干，得到的產(chǎn)品水分含量約為4.5%(重量)。
實例2以果糖自然甜化的現(xiàn)成碎麥片餅干的制備，除在加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶后將麥種和酶在60℃下保持2小時而不是18小時外，可按實例1的方法進行。
實例3果糖自然甜化的現(xiàn)成碎麥片餅干的制備，除將3.2ml(100liq/g)的α-淀粉酶加入蒸煮水中，再加入麥種外，可按實例1的方法進行。蒸煮后將麥種在85℃下保溫2小時，然后冷卻至60℃以按實例1的方法加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶。
實例4除加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶后，將麥種和酶在60℃下保溫2小時而不是18小時外，按實例3的方法制備果糖自然甜的現(xiàn)成碎麥片餅干。
實例5除下述條件外，按實例1的方法制備果糖自然甜化現(xiàn)成碎麥片餅干a)將蒸煮后男÷罄淙粗 1℃而不是85℃，不需瀝水;b)不使用α-淀粉酶;c)冷卻的小麥在21℃下保持2小時以加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶后，加熱至60℃。
實例6除下述條件外，按實例2的方法制備果糖自然甜化現(xiàn)成碎麥片餅干a)在蒸煮水中加入半量的α-淀粉酶(50liq/g)，再加麥種，將其余一半量(50liq/g)的α-淀粉酶加入蒸煮過的小麥片;b)葡糖淀粉酶的加入量為3.2ml(約1.0GU/g)而不是1.6ml(約0.5GU/g);c)葡萄糖異構(gòu)酶的加入量為0.5ml(約0.5IGIU/g)而不是1.0ml(約1.0IGIU/g)。
實例7除下述條件外，按實例2的方法制備果糖自然甜化現(xiàn)成碎麥片餅干a)用1.6mlα-淀粉酶(50liq/g)預(yù)浸小麥種;b)加入蒸煮過的小麥中的α-淀粉酶的量由3.2ml(100liq/g)減至1.6ml(50liq/g)。
實例8將1000g未粉碎的整麥種和700ml水在210°F蒸煮30分鐘，然后將此蒸煮過的小麥冷卻至60℃(不需瀝水)以加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶。Spezyme葡糖淀粉酶(200GU/ml)的加入量為32.0ml(每克全干淀粉約10.0GU)。將葡糖淀粉酶和麥種混合并在60℃下保溫4小時。然后，將5.0ml(每克全干淀粉約5.0IGIU)Spezyme葡萄糖異構(gòu)酶(630IGIU/ml)用1.0M磷酸鉀緩沖液緩沖至pH7.0。將蒸煮過的小麥種和葡糖淀粉酶混合物與緩沖葡萄糖異構(gòu)酶混合，然后在60℃下保溫14小時。其后便可將用酶處理過的谷粒進行瀝水，然后干燥至濕含量約為41%。如實例1的方法進行粉碎、切割、干燥、烘、烤。
實例9將實例8的瀝水后的用酶甜化的谷粒干燥至濕含量為20%(重量)而不是41%。用壓片輥子將干燥的麥種壓片，麥片在鼓形烤爐中以275°F的溫度烘烤，以將酶去活并生產(chǎn)一種果糖甜化的烘烤產(chǎn)品。制備果糖自然甜化的現(xiàn)成麥片。
實例10本發(fā)明證明在小麥用酶法蒸煮時產(chǎn)生的還原糖在水中的潛在損失，此水量實質(zhì)上是大于可被小麥吸收的量。
將20g清潔柔軟的白小麥(即約18146g-以干重計算)與27ml的水混合。水中加入含1850力規(guī)分的0.185mlTermamyl-T-120α-淀粉酶。將此小麥、水和酶的混合物浸入沸水浴中30分鐘，用一不含α-淀粉酶的用上述同樣方法處理的樣品作對照。蒸煮后將小麥在燒結(jié)玻璃漏斗中瀝水15分鐘，再在實驗室真空下抽氣30分鐘，將小麥瀝出的液體收集起來進行還原糖分析。然后，將小麥樣品在實驗室磨中研磨并徹底混合，對該物質(zhì)取樣作干固體顆粒的測定用。其次再將混合物質(zhì)用水盡量提取，提取物用Bernfield的二硝基水楊酸法測定還原糖、[Bernfieldp.(1955)inMethodinEnzymology(Colowick，S.P.andKaplan，H.O.，ed.)Vol.l，p.149，AcademicPress，NewYork]，Bernfleld法是以右旋糖校準的，此法所得的數(shù)據(jù)列于表1。
表1還原糖(干重%)研磨麥粉瀝出水總計對照0.510.020.53α-淀粉酶處理0.510.170.71淀粉的酶水解產(chǎn)生趨向于瀝入小麥四周水溶液的可溶性還原糖，此還原糖損失按潛在甜化作用和增加過程瀝出水的生物氧的需要而言是不希望有的。
實例11此實例證明各種α-淀粉酶對整小麥淀粉水解的效果。
進行了6個試驗，每次分析中，蒸煮所加入的水由每克小麥1.35ml(實例10)減至每克小麥0.76ml。此處采用三種不同的加α-淀粉酶的方法和水解方法，每種用兩個不同的α-淀粉酶(TermamylT-120)劑量，即100和200liq/g淀粉。在試驗1和2中，將整的清潔小麥加入預(yù)熱的水中，接著加α-淀粉酶。將此混合物在沸水浴中煮30分鐘，煮后將小麥在燒結(jié)玻璃漏斗中瀝水15分鐘。再用實驗室真空抽氣30分鐘。用此樣品作干固體測定。然后將小麥懸浮于20毫摩爾的乙酸鹽緩沖液中，其pH為3.0。然后將此物質(zhì)在混合器中研磨以制備檢驗還原糖濃度的樣品。瀝出水也作還原糖分析。
在試驗3和4中，按試驗1和2相同的方法蒸煮小麥。蒸煮之后，讓未瀝水的小麥冷卻至80℃并在瀝水、干燥和混合前于80℃保溫2小時。因在試驗3和4中，小麥保留了所有的水分，所以未收集到瀝出水。
在試驗5和6中，加α-淀粉酶后，將小麥在室溫下預(yù)浸，預(yù)浸3小時后按試驗1和2的方法蒸煮和處理小麥。試驗1、3、5的α-淀粉酶的濃度為100liq/g;試驗2、4、6的α-淀粉酶濃度為200liq/g。試驗1～6的結(jié)果在表2中說明(酶處理時間是近似時間)。
表2不同α-淀粉酶對小麥淀粉水解處理效果還原糖%(干重)試驗劑量瀝水體積-時間liq/gml小麥瀝出水總量(小時)11002.30.320.050.371.2522002.51.340.061.401.25310000.8300.832.5420001.8801.882.551002.00.830.100.934.2562003.22.050.142.194.25
試驗5和6包括在室溫下預(yù)浸了3小時，產(chǎn)生了總量最多的還原糖?？梢哉J為在蒸煮溫度前，預(yù)浸使小麥吸收水分和α-淀粉酶。但必須指出，此方法中有相當一部分還原糖損失于瀝出水中，并且酶接觸的時間是最長的。對比起來，試驗3和4中的蒸煮小麥是在瀝水和干燥前在80℃下保溫的，其結(jié)果是水解的程度降低，無瀝水和還原糖損失，實質(zhì)上接觸時間較短了。因此可以說，熱穩(wěn)定的α-淀粉酶可以有效地用于小麥蒸煮步驟以將部分小麥淀粉水解成糊精。
實例12此實例證明各種葡糖淀粉酶處理方法對α-淀粉酶處理對整小麥淀粉水解產(chǎn)物的效果。
此例進行了包括對照試驗在內(nèi)的5個試驗。在每一試驗中，20g小麥配以α-淀粉酶(TermamylT-120)，濃度為200liq/g淀粉，并在室溫下浸泡1小時;然后使用每克小麥約0.75ml的水在沸水浴中煮30分鐘。對照試驗中的小麥在蒸煮后進行瀝水和干燥。其余的試驗，將未瀝水的小麥冷卻至58℃，冷卻后的未瀝水的小麥配以含58.3GU的1.0ml葡糖淀粉酶(SpezymeGA)或5GU/g干小麥淀粉的劑量。此混合物在58℃下保溫不同的時間，然后瀝水、干燥。在取樣測定干固體后將小麥研磨，懸浮于pH3的20毫摩爾的乙酸鹽緩沖液中，加熱終止酶的活性。將此懸浮液進行離心分離，除去不溶物。將各種上清液進行還原糖分析。實例12的試驗結(jié)果列于表3。
表3試驗還原糖水解百分數(shù)＊%(千重)對照(無GA)0.771.1GA(2小時)12.3617.6GA(4小時)13.2118.8GA(10小時)14.6120.8GA(22小時)16.9124.1＊以淀粉含量63.2%為基礎(chǔ)(每克小麥702mg潛在還原糖)表3所述的結(jié)果顯示葡糖淀粉酶迅速被小麥吸收。僅在58℃下保溫2小時后，便得到還原糖12.36%(干重)。這樣，約有17%的淀粉水解成還原糖。較長時間的保溫產(chǎn)生了較多的還原糖。保溫22小時，約有24%淀粉水解。
用葡糖淀粉酶處理4小時或10小時的小麥經(jīng)研磨后在90℃的鼓風烘箱中干燥1小時，干燥的小麥散發(fā)出可口的甜味芳香，有些類似蜂蜜。將常規(guī)方法蒸煮不加酶的小麥樣品也用同樣方法干燥。干燥處理后的樣品具有富麗的金棕色，未處理過的樣品在干燥后保留著灰暗的稻草色。處理過的樣品的味道比未處理過的樣品或商品碎小麥樣品感覺更甜、更有復(fù)合味。
實施例13本實施例說明了通過進一步使用葡萄糖異構(gòu)酶，用比實施例12中更低濃度的α-淀粉酶和葡糖淀粉酶來生產(chǎn)變甜量的還原糖。
進行六次試驗，其中蒸煮步驟是在降低水含量為每克小麥約0.75ml水的添加下進行的。
在試驗1中，在蒸煮步驟未加α-淀粉酶。蒸煮后，將小麥冷卻到60°，加入1.0ml含58.3GU的葡糖淀粉酶(SpezymeGA)(0.5GU/g)和11.6IGIU葡萄糖異構(gòu)酶(SpezymeGI)(1IGIU/g)的酶液，并在60℃下溫育2小時。
在試驗2中，在蒸煮步驟未加α-淀粉酶。然后與濃度為2.0GU/g的葡萄糖淀粉酶和濃度為2.5IGIU/g的葡糖異構(gòu)酶一起于60℃溫育2小時。
在試驗3中，α-淀粉酶以100Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中。將小麥蒸煮，然后與濃度為0.5GU/g的葡糖淀粉酶和濃度為1.0IGIU/g的葡萄糖異構(gòu)酶一起于60℃溫育2小時。
在試驗4中，α-淀粉酶(TermamylT-120)以100Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中。將小麥蒸煮，然后濃度為2.0GU/g的葡糖淀粉酶和濃度為2.5IGIU/g的葡萄糖異構(gòu)酶一起于60℃溫育2小時。
在試驗5中，α-淀粉酶和葡糖淀粉酶都分別以100Liq/g和0.5GU/g加入到蒸煮步驟中。將小麥蒸煮，然后在不進一步加入酶的情況下于60℃溫育2小時。
在試驗6中，α-淀粉酶以200Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中。將小麥蒸煮，然后與濃度為5GU/g的葡糖淀粉酶和濃度為5IGIU/g的葡萄糖異構(gòu)酶一起于60℃溫育2小時。
在各次試驗中，于60℃兩小時溫育后，將小麥分成兩等份。第一份立刻瀝干并在風冷烘箱中于90℃干燥。第二份在瀝干和干燥前于室溫下緩和16小時。將各份干燥樣品研磨并取樣測定固體顆粒和還原糖濃度。結(jié)果示于表4表4酶濃度還原糖百分率＊αGAGI試驗(Liq/g)(GU/g)(IGIU/g)未緩和緩和100.51.02.02.8202.02.53.05.031000.51.02.64.841002.02.53.96.751000.502.23.962005.05.0-13.2＊每100克干燥小麥還原糖(表示為葡糖)克數(shù)。
結(jié)果顯示出，經(jīng)緩和的樣品的糖含量始終高于未經(jīng)緩和的樣品。這種結(jié)果表明，100℃蒸煮和60℃溫育步驟后某些酶仍保持活性。對經(jīng)研磨干燥的小麥樣品進行品嘗并與研磨的市售碎小麥樣品進行比較。各樣品感覺出的甜度與各樣品還原糖含量密切相關(guān)。試驗6的18小時樣品的糖含量相當于每盎司供給的谷物約1/2茶匙的糖。樣品的甜味容易品嘗到，可能比天然變甜的谷物所必須的甜味要大。試驗5的18小時樣品(未用葡萄糖異構(gòu)酶且葡糖淀粉酶加入到蒸煮步驟中)實際上感覺不到甜味。使用葡萄糖異構(gòu)酶(試驗5和實施例12中未使用葡萄糖異構(gòu)酶)致使在比使用葡糖淀粉酶時更低還原糖含量的情況下也可感覺到甜味。
實施例14本實施例說明了還原糖產(chǎn)率比實施例13得到提高，條件是a)在以85℃代替60℃蒸煮之后進行α-淀粉酶處理，b)葡萄糖淀粉酶和葡糖異構(gòu)酶處理是在60℃下進行18小時(代替2小時)，之后在室溫下再進行16小時。
在試驗1中，進行對照試驗，其中未加入酶。在約100℃下，用每克小麥約1.39ml水蒸煮小麥30分鐘。
在試驗2中，蒸煮步驟未加入酶。蒸煮小麥，然后與濃度為100Liq/g的α-淀粉酶(TermamylT-120)一起于85℃溫育2小時。溫育步驟之后，使混合物冷卻到60℃，隨后將1.0ml含58.3GU的SpezymeGA葡糖淀粉酶(0.5GU/g)和11.7IGIU的SezymeGI葡萄糖異構(gòu)酶(1.0IGIU/g)的溶液加入到冷卻的混合物中。然后，冷卻的混合物于60℃再溫育2小時或18小時。
在試驗3中，α-淀粉酶以50Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中。蒸煮步驟之后，更多的α-淀粉酶以50Liq/g的濃度加入到混合物中，然后再使其于85℃溫育2小時。混合物冷卻到60℃，按試驗2的方式加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶。
在試驗4中，小麥用濃度為Liq/g的α淀粉酶于60℃預(yù)漬2小時。蒸煮步驟之后，更多的淀粉酶以50Liq/g的濃度加入并按照試驗3處理小麥。
在試驗5中，α-淀粉酶以100Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中，于85℃下，將小麥溫育2小時而不再進一步加入α-淀粉酶。然后，使小麥冷卻到60℃，按試驗2加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶。
在試驗6中，α-淀粉酶以50Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中。蒸煮步驟之后，以50Lq/g的濃度將進一步的淀粉酶加入到混合物中，然后于85℃溫育2小時。然后，使混合物冷卻到60℃，隨后將濃度為1.0GU/g的葡糖淀粉酶和濃度為0.5IGIU/g的葡萄糖異構(gòu)酶加入到混合物中，然后使其于60℃再溫育2小時或18小時。
在試驗2～5中，蒸煮用的水量約為用于試驗1的水量的一半。在試驗6中，蒸煮用的水量約為用于試驗1的水量的2/3。
在按照試驗1～6指出的方式處理后，將小麥瀝干并在風冷烘箱中于90℃干燥2小時。然后對小麥進行研磨并摻和，隨后取樣進行干固體顆粒測定、還原糖分析和品嘗評定。結(jié)果示于表5。
表5劑量還原糖百分率試驗(Liq/g)GA(GU/g)GIIGIU/g)2小時18小時10000-21000.51.011.117.231000.51.08.712.741000.51.09.714.251000.51.06.914.361001.00.514.021.5實施例14的結(jié)果表明，除了對照之外，在所有試樣中，小麥中的淀粉都顯著水解成還原糖。這在18小時溫育后更是如此。最多的還原糖是在試驗6中生產(chǎn)出的，其中得到21%以上的還原糖。除了試驗1之外，所有18小時樣品都易于感覺到甜味，具有可口、復(fù)雜、蜜狀香味。據(jù)認為，這種香味是在高溫干燥過程中還原糖、特別是果糖與蒸煮谷物中的其它成份之間的Maillard反應(yīng)的結(jié)果。
實施例15本實施例表明了在蒸煮步驟中加入或未加入α-淀粉酶的條件下，葡糖淀粉酶對于全部小麥中還原糖產(chǎn)率的影響。
此次共進行了8次試驗。試驗1，2和3是在無任何α-淀粉酶的情況下進行的。本實施例的全部試驗是采用低水量蒸煮，也就是100克小麥加75ml水。蒸煮步驟之后，將小麥冷卻到60℃并加入1.0ml含適量酶活性的SpezymeGA葡糖淀粉酶溶液。在試驗1中，以2GU/g濃度加入葡糖淀粉酶。在試驗2中，以5GU/g的濃度加入葡糖淀粉酶。在試驗3中，以10GU/g的濃度加入葡糖淀粉酶。用葡糖淀粉酶與小麥于60℃溫育并定期取樣進行還原糖分析。
在試驗4和5中，α-淀粉酶(TermamylT-120)以50Liq/g的濃度加入蒸煮步驟。在試驗4中，以2GU/g的濃度加入葡糖淀粉酶。如同試驗1，2和3，于60°溫育小麥并定期取樣進行還原糖分析。
在試驗6和7中，α-淀粉酶以100Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟中。試驗6中蒸煮步驟之后，將小麥冷卻到60℃并加肱ǘ任 GU/g的葡糖淀粉酶。在試驗7中，小麥冷卻到85℃并在冷卻到60℃以前保溫3小時，隨后以2GU/g的濃度加入葡糖淀粉酶并定期取樣進行還原糖分析。
在試驗8中，α-淀粉酶以200Liq/g的濃度加入到蒸煮步驟。蒸煮步驟之后，小麥冷卻到60℃并加入濃度為2GU/g的葡糖淀粉酶。于60℃溫育小麥并定期取樣進行還原糖分析。表6提供了試驗1～8的還原糖百分率
表6還原糖百分率試驗劑量3小時6小時10小時22小時46小時10liq-2GU2.886.548.7216.6118.0920liq-5GU3.516.7612.2319.8726.6730liq-10GU4.7010.2815.7323.9536.39450liq-2GU3.125.457.9816.3317.41550liq-5GU3.347.3511.1816.7031.006100liq-2GU3.146.518.3713.8124.847100liq-2GU7.0713.64(7小時)-21.29＊35.21＊＊8200liq-2GU4.116.8210.7421.7430.11＊19小時＊＊43小時這些數(shù)據(jù)表明，不使用α-淀粉酶亦可生產(chǎn)出顯著量的還原糖。低劑量的α-淀粉酶(即50liq/g或更低)對由恒劑量葡糖淀粉酶生產(chǎn)出的還原糖的量沒有顯著影響。在試驗1～3中，未使用α-淀粉酶并生產(chǎn)出顯著含量的還原糖，而葡糖淀粉酶的劑量僅為2GU/g淀粉卻生產(chǎn)出16.6%的還原糖，即16.6克/100克小麥(22小時，60℃)。較高劑量的葡糖淀粉酶可提高還原糖的產(chǎn)率。
試驗3～8的結(jié)果表明，當與葡糖淀粉酶一起使用時，不同劑量的α-淀粉酶對還原糖的產(chǎn)率有影響。用低劑量的α-淀粉酶，即50～100liq/g，當α-淀粉酶于60℃溫育時，還原糖的產(chǎn)率往往約相同或降低。舉例來說，在加入或不加入α-淀粉酶的情況下，用2GU/g劑量的葡糖淀粉酶，還原糖的產(chǎn)率約相同(試驗1，4和6)。若在蒸煮步驟之后和加入任何葡糖淀粉酶以前包含有3小時85℃溫育步驟，則用200lig/g較高劑量的α-淀粉酶或用100liq/g劑量的α-淀粉酶可提高還原糖產(chǎn)率。
在試驗7中，用濃度為2GU/g的葡糖淀粉酶，在19小時溫育期中，100liq/g劑量的淀粉酶和85℃溫育步驟得到21%以上的還原糖。經(jīng)實測，19小時的樣品(試驗7)味道非常甜。而采用85℃溫育(如試驗7)，接著進行短時間60℃溫育(僅7～10小時)便可得到足夠甜的谷物。
實施例16本實施例表明了當酶糖化小麥中不加入α-淀粉酶時葡萄糖異構(gòu)酶和pH值對還原糖分布的影響。
在本實施例中，兩次酶處理試驗未加α-淀粉酶。在約100℃下，蒸煮20克全小麥30分鐘，用水量約為每克小麥0.75ml。
在試驗1中，在蒸煮步驟后，冷卻小麥并通過加入1ml每升含200GU的葡糖淀粉酶溶液，單獨與10GU/g淀粉劑量的葡糖淀粉酶一起于60℃溫育16小時。
在試驗2中，在蒸煮步驟后，將小麥與劑量分別為10GU/g和10IGIU/g的葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶一起于60℃溫育。在1.0M磷酸鹽緩沖劑(pH7.0)中加入2ml葡糖異構(gòu)酶(100IGIU/ml)。
在試驗2中，先加入葡糖淀粉酶，然后在加入葡萄糖異構(gòu)酶之前，在PH值約為5.3～5.8的條件下將混合物溫育16小時。采用這種手段是允許葡糖淀粉酶使一些淀粉在以較高PH值加入異構(gòu)酶之前的最佳PH值條件下水解成葡萄糖。在用葡萄糖異構(gòu)酶于60℃溫育24小時之后，將小麥烘干、研磨，然后取樣，通過液體色譜法對糖進行分析。結(jié)果歸納在表7
表7干小麥中碳水化合物組成%試驗葡糖果糖116.970.78210.916.13實施例17本實施例表明了通過擠壓法形成的酶致甜的麩皮谷物的制備方法。
將100克紅麥麩皮(約14wt%淀粉，以干成份計)和100克白麥粗麩(約60wt%淀粉，以干成份計)混合。以麩皮(以干重計)的總重量為基準，淀粉含量約為37wt%。在加入200克水之后，于100℃將物料蒸煮30分鐘以使淀粉膠凝。冷卻到65℃后，以5克的量(約5GU/克麩皮)加入SpezymeGA200葡糖淀粉酶(200GU/克)。將葡糖淀粉酶與麩皮混合，然后于65℃保溫60分鐘。隨后，加入足夠量的氫氧化鎂(約1克/100克糖)以調(diào)節(jié)并保持pH值約7.5，之后，加入0.6mlSpezymeGI葡糖異構(gòu)酶(3600IGIU/ml)以使酶濃度約為10.8IGIU/克麩皮。然后，在65℃下，將麩皮和酶的混合物再保溫60分鐘。在121℃下，將變甜的麩皮谷物隨后蒸煮15分鐘，并用配有攪肉機/擠出機的HobartA200混合機通過1/8孔擠出。由此形成的條狀物于100℃干燥，得到濕含量為大約1.5wt%～約3wt%的最終產(chǎn)物。通過液體色譜法證實，干燥產(chǎn)物含糖約為11%葡糖、5%果糖、3%麥芽糖和1%其它糖，并具有足夠的成型用的剩余淀粉和高分子量的糊精(約17%)。以37%(重量)的麩皮混合物(干重計)的淀粉含量為基準，根據(jù)差值計算剩余淀粉和高分子量糊精的含量。
實施例18在5℃下，將白麥麩皮在蒸餾去離子水中浸泡約60小時，然后用干酪布擠干并磨成細糊。將0.25克濕麩皮放入50ml密閉瓶中并按以下所示加入酶。用1NHCl使總體積為10ml，最終pH值調(diào)節(jié)到5或6。在40℃下，搖動3.0小時重復(fù)該反應(yīng)兩次。反應(yīng)結(jié)束，用Boehringer-Mannheim食品分析儀(種類編號139106)分析樣品的碳水化合物含量。該酶制劑是采用在50mM醋酸鈉、3mM疊氮化鈉緩沖液(pH5.5)中的纖維素酶制劑(下面一些表中稱作CEL，Trichodermareseii銷售)，總比活性約為104Units/ml。[詳見Shoemaker，S.etat，“CharacterizationandPropertiesofCellulasesPurifiedFromTrichodermareseiiStrainL27”，Bio/Technology(Oct.1983)]。這種酶制劑含有以下類型和數(shù)量的酶纖維素二糖水解酶I(CBHT)，60%;CBHII，10%;內(nèi)葡聚糖酶I(EGI)，3.6%;EGII，3.0%;β-葡糖苷酶I(BGI)，0.05%;和BGII，2.0%。在50mM醋酸鈉緩沖劑中(pH＝4.5)，于40℃下將酶制劑與以下底物一起保溫30分鐘，以測定酶活性1%Avicel，磷酸溶脹的纖維素(PSC)，木聚糖(Sigma)和甘露聚糖。以糖當量測定可溶性還原糖。活性單位表示為每分鐘μmol葡萄糖(或木糖)當量。通過將酶與在50mM醋酸鹽緩沖劑中(pH＝4.5)的0.27%CMC一起溫育(30分鐘)并用旋轉(zhuǎn)粘度計(Brookfield)測定粘度隨時間的降低來確定對羧甲基纖維素的活性。CMC活性單位人為地表示為每分鐘流度的變化。按下述文獻[Emert，DoctoralThesis，Va.Polytech.Inst.andStateU.，Blacksburg，Va.(1973)]測定纖維素二糖和對硝基苯基-D-葡糖苷(PNPG)活性，活性單位分別表示為每分鐘消耗的μmol纖維素二糖和每分鐘釋放的μmolPNP。纖維素酶具有以下總活性分布(U/mg)Avicel(結(jié)晶纖維素)0.3;磷酸溶脹的纖維素(PSC)3.6;羧甲基纖維素3.6;纖維素二糖0.3;對硝基苯基-D-葡糖苷(PNPG)0.3;木聚糖1.2;甘露聚糖0.3。
采用在50mM磷酸鈉、10mM磷酸鎂、1mM Co Cl2中的葡糖異構(gòu)酶(Spezyme)制劑(pH為6.0，活性為110 IGIU/ml)。結(jié)果示于表8。
表8干重%平均產(chǎn)率(gm/L)反應(yīng)麩皮(g)CELGI緩沖劑D-葡糖D-果糖果糖10.25--10ml0020.255ml-5ml0.534030.255ml5ml-0.500.0529%將另外5ml等分的葡萄糖異構(gòu)酶加入到反應(yīng)器3中。于50℃下，反應(yīng)器2和3溫育過夜而不必搖動。另外，于50℃下，與反應(yīng)(器)3相同的雙份燒瓶過夜而不必搖動。產(chǎn)率如下
干重%反應(yīng)D-葡糖D-果糖果糖200.53403(+GI)0.120.4720%3(雙份)0.050.716.6%實施例19在45℃下，用6實施例18相同的酶制劑進行下述反應(yīng)，不必搖動過夜，每種制劑一個燒瓶。采用按實施例18制備的白麥和紅麥麩粉1.白麥麩粉干重%反應(yīng)麩粉CelGI緩沖劑葡萄糖果糖果糖10.25gm--10ml002-5ml5ml-0030.25gm--5ml0.86040.25gm5ml5ml-0.860.999.3%
2.紅麥麩粉干重%反應(yīng)麩粉CelGI緩沖劑葡萄糖果糖果糖10.25--10002-5ml-50030.255ml-50.66040.255ml5-0.620.0811.4%在這兩種試驗中，含葡萄糖或葡萄糖/果糖的反應(yīng)產(chǎn)物比沒有葡萄糖或果糖的反應(yīng)產(chǎn)物顏色更深。
實施例20實施例18中示出了下述反應(yīng)所用的酶。在一個250mlErlenmeyer燒瓶中，以20ml總體積進行反應(yīng)。預(yù)先不洗麩粉。溫度為45℃保溫20小時，然后60℃保溫4小時，不搖動進行20小時，然后75rpm進行4小時。
ML產(chǎn)率g(L)24小時反應(yīng)麩皮(g)纖維素酶GI緩沖劑葡萄果糖155.51.113.411.010.825--15003-5.51.113.400反應(yīng)(g/L)產(chǎn)率的時間歷程(g/l)
小時0123202224D-葡萄糖0.94.05.14.69.910.311.0D-果糖0.062.23.54.39.410.110.8假定纖維素含量約為11.3%，則纖維素轉(zhuǎn)化成葡萄糖和果糖的轉(zhuǎn)化百分率為77%。
實施例21酶、緩沖劑和麩皮粉與實施例19中相同。另外，使用下述酶α-淀粉酶(1，4-α-D-葡聚糖-葡聚糖水解酶E.C.3.2.1.1)(B.licheni-formis(sigma)銷售，在此稱作2A)，淀粉葡糖苷酶，外-1，4-α-葡糖苷酶，1，4-α-D-葡糖聚糖葡糖水解酶E.C.3.2.1.3(Aspergillus oryzase(sigma)出售，在此稱作GA)。α-淀粉酶的濃度為11040 U/ml，GA為1400U/ml，GI為2250 IG IU/ml，纖維素酶為18.9～227 U/ml。緩沖劑與用于葡萄糖異構(gòu)酶的相同50mM Na PO4，pH6.0，10mM Mg SO4，1mM Co Cl2。采用具有下述組成的增味糖漿，各組分用量以每百份若干份數(shù)計(ppc)，液體蔗糖(67白利糖度)34ppc;Na Cl2.0;無花果和洋李濃縮物2ppc，包含有煙酰胺、B1、B2、B6和C的纖維素溶液8ppc;余量為水。
采用以下木膠原(protocol)在11燒杯中，調(diào)節(jié)麩皮(102.5gm)和增味糖漿(46.6gm)(41ml)使之均衡。將物料徹底混合，用鋁箔松散地復(fù)蓋。在121℃、15psi下，將混合物高壓消毒25分鐘，然后冷卻到室溫。以39gm等分試樣將混合物分布在11燒杯中。按以下方式處理等分試樣
A纖維素酶2500U(7ml)葡萄糖異構(gòu)酶2500U(1.6ml)緩沖劑，pH5.511.4ml在45℃，不搖動，濕飽和氣氛和用箔緊密復(fù)蓋的條件進行溫育。
Bα-淀粉酶2500U(0.23ml)淀粉葡糖苷酶2500U(1.8ml)葡萄糖異構(gòu)酶2500U(1.6ml)纖維素酶2500U(7ml)緩沖劑，pH5.59.37mlC緩沖劑，pH6.020ml在60℃、水浴、不搖動和用箔緊密復(fù)蓋的條件下進行溫育。
定期取樣并冰凍。D-葡萄糖和D-果糖的測定是在0.2gm上述各試樣上進行的。不同樣品的干重是采用烘干箱，在鋁鍋中加熱到150℃(2小時)進行測定的。
D-葡糖/D-果糖分析按實施例18～20所述的方法進行。用于研究的麩皮，其濕含量為50～60%。所以，各反應(yīng)燒杯含有23.1gm干麩皮;分析各樣品為0.1084gm，其大部分為干麩皮。
結(jié)果D-葡糖/D-果糖的產(chǎn)率
1.反應(yīng)A(纖維素酶/葡糖異構(gòu)酶)gm/L1小時2小時5小時22小時24小時D-葡糖12.412.08.312.215.0D-果糖1.21.62.24.25.1纖維素轉(zhuǎn)化百分率～72～72～53～86～1060.084gm等分試樣2.反應(yīng)B(淀粉酶/纖維素酶/葡萄糖異構(gòu)酶)克/升1小時2小時5小時22小時24小時D-葡萄糖19.419.913.318.821.6D-果糖2.44.14.54.99.6纖維素的轉(zhuǎn)化百分數(shù)34372843480.084克等分樣品3.反應(yīng)C(對照)無D-葡萄糖或D-果糖由于高的單糖含量以及棕黃反應(yīng)，在酶處理的情況下混合物比對照更暗、更粘。他們具有舒適的香味。
將含有反應(yīng)B和C成分的燒杯樣品于150℃烘烤20分鐘。產(chǎn)生的產(chǎn)物的象現(xiàn)性質(zhì)非常不同。酶處理樣品的香味要比對照濃的多，舒服得多。酶處理的樣品也較暗且顆粒彼此粘附，而對照較淺且顆粒分散。
實施例22-25可象實施例18-21一樣生產(chǎn)被果糖甜化的谷物產(chǎn)品，只是取消了疊氮化鈉和CoCl。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)被酶糖化的谷物產(chǎn)品的方法，包括a)用水蒸煮谷物或至少一個谷物部分至谷物淀粉至少部分糊化；b)用水和包括葡糖異構(gòu)酶在內(nèi)的酶處理蒸煮過的谷物或至少一個谷物部分，以產(chǎn)生果糖；c)使酶處理的谷物或至少一個酶處理的谷物部分成形，以及d)使酶失活，所產(chǎn)生的果糖量足以使谷物具有甜味。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟a)蒸煮整粒的谷物，且在步驟b)的酶處理時蒸煮過的谷粒保持分散性。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中將酶處理過的分散谷粒切片成型。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中將酶處理過的分散谷粒壓片成型。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中將酶處理過的分散谷粒碾磨成型。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一個酶處理過的谷物部分或酶處理過的谷物被擠壓成型。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在酶處理谷物或至少一個谷物部分時所加的水量的限制應(yīng)使得至少幾乎全部的水被谷物或至少一個谷物部分吸收，從而使果糖保留在谷物產(chǎn)品中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中在酶處理地所存在的水量為20%-55%(占水和谷物或至少一個谷物部分總重量的百分數(shù))。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過酶處理而產(chǎn)生的果糖量至少約5%(以占谷物產(chǎn)品的干燥固體總重量的百分數(shù)計)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的酶包括葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中酶處理和蒸煮是部分同時進行的。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中酶處理包括在α-淀粉酶存在下蒸煮谷物或至少一個谷物部分，使部分谷物淀粉轉(zhuǎn)化成糊精，然后用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理蒸煮過的產(chǎn)物以產(chǎn)生果糖。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中在蒸煮之前，谷物或至少一個谷物部分在α-淀粉酶存在下被濕浸。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中蒸煮過的產(chǎn)物同時用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中α-淀粉酶的用量約為1 liq/g-1000 liq/g，葡糖淀粉酶的用量約為0.1 GU/g-10 GU/g，葡萄糖異構(gòu)酶的用量約為1 IG IU/g-100 IG IU/g。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其中用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶的處理是在溫度約為68°F(20℃)-176°F(80℃)、PH值約為5-8的條件下進行的。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中浸濕時的溫度約為68°F(20℃)-212°F(100℃)，PH值約為5-8。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其中蒸煮在溫度約為176°F(180℃)-212°F(100℃)、PH約為5-8的條件下進行，，葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶的處理在溫度約為68°F(20℃)-176°F(80℃)、PH約為5-8的條件下進行。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理在溫度約為131°F(55℃)-158°F(70℃)、PH約為6-7的條件下進行。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其中谷物產(chǎn)品中還原糖的含量約為10%-25%(占總干燥固體的重量百分比)，果糖的量約為5%-45%(占谷物產(chǎn)品的總單糖含量的重量百分比)。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中酶處理包括用α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理蒸煮過的谷物或谷物部分以產(chǎn)生果糖。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中首先用α-淀粉酶處理谷物或谷物部分，然后再用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中谷物或谷物部分在蒸都過程中用α-淀粉酶處理，蒸煮之后補加α-淀粉酶然后加入葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶，產(chǎn)生果糖。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理在溫度約為68°F(20℃)-176℃(80℃)、PH約為5-8的條件下進行。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶先后加入，葡糖淀粉酶處理在溫度約為68°F(20℃)-176°F(80℃)、PH約為3-8的條件下進行，葡萄糖異構(gòu)酶處理在溫度約為68°F(20℃)-212°F(100℃)、PH約為5-9的條件下進行。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，其中在步驟a)蒸煮整粒谷物，且蒸煮過的谷物顆粒在用α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理時保持分散性。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中整粒谷物是發(fā)芽的。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中酶處理過的分散谷粒被切片成型，且通過烘烤碎片使酶失活。
29.如權(quán)利要求4所述的方法，其中通過烘烤薄片使酶失活。
30.用權(quán)利要求1的方法獲得的被酶糖化的谷物產(chǎn)品。
31.用權(quán)利要求1的方法獲得的被酶糖化的谷物產(chǎn)品，它是一種即食谷物食品。
32.用權(quán)利要求1的方法獲得的被酶糖化的谷物產(chǎn)品，它是一種即食谷物薄餅。
33.如權(quán)利要求31所述的被酶糖化的谷物產(chǎn)品，其中谷物產(chǎn)品的還原糖含量約為10%-25%(干燥固體總重量百分比)，果糖的量約為5%-45%(占谷物產(chǎn)品總單糖含量的重量百分比)，果糖至少約為谷物產(chǎn)品的干燥固體總重量的1%。
34.一種生產(chǎn)被酶糖化的即食谷物產(chǎn)品的方法，包括a)蒸煮整粒谷物，b)用水和包括葡萄糖異構(gòu)酶在內(nèi)的酶處理蒸煮過的谷物，產(chǎn)生甜化量的果糖，同時使蒸煮過的谷粒保持分散狀態(tài)。c)使酶處理的谷物成形，以及d)使酶失活，谷物產(chǎn)品中果糖含量至少約為谷物產(chǎn)品的干燥固體總重量的1%。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中酶的失活包括加熱成型的谷物。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中酶處理過的分散谷物顆粒被切片成型。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中將酶處理過的谷物切成網(wǎng)狀整片，將網(wǎng)狀片進行層壓，層壓物進行切割，然后烤烘使酶失活。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其中酶處理包括在α-淀粉酶存在下蒸煮谷物，使部分谷物淀粉轉(zhuǎn)化成糊精，然后用葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理蒸煮過的產(chǎn)物以產(chǎn)生果糖。
39.如權(quán) 8所述的方法，其中α-淀粉酶的用量約為1 liq/g-1，000liq/g，葡糖淀粉酶用量約為0.1 GU/g-10 GU/g，葡萄糖異構(gòu)酶的用量約為1 IG IU/g-100 IG IU/g，蒸煮是在溫度約為176°F(80℃)-212°F(100℃)、PH約為5-8的條件下進行，葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶處理是在溫度約為68°F(20℃)-176℃(80℃)、PH約為5-8的條件下進行。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中果糖的量約為谷物產(chǎn)品的單糖總含量的5%-45%(重量比)。
41.用權(quán)利要求37的方法獲得的被酶糖化的谷物產(chǎn)品，它是一種即食谷物碎餅。
42.用權(quán)利要求38的方法獲得的被酶糖化的谷物產(chǎn)品，它是一種即食谷物薄片。
43.一種生產(chǎn)被酶糖化的即食谷物產(chǎn)品的方法，包括a)蒸煮谷物部分，b)用水和包括葡萄糖異構(gòu)酶在內(nèi)的酶處理煮過的谷物部分，使部分谷物淀粉轉(zhuǎn)化成甜化量的果糖。c)使酶處理過的谷物部分成形，以及d)使酶失活，谷物產(chǎn)品中果糖的含量至少約為谷物產(chǎn)品干燥固體重量的1%。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中谷物部分是小麥麩粉。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中的酶包括α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和葡萄糖異構(gòu)酶。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其中酶處理至少部分在蒸煮之前。
47.如權(quán)利要求44所述的方法，其中酶處理過的谷物部分通過擠壓成片。
48.如權(quán)利要求44所述的方法，其中麩粉中淀粉的含量約占干重的25%-45%。
49.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟a)中的谷物或至少一個谷物部分包括麩皮。
50.一種生產(chǎn)甜化谷物產(chǎn)品的方法，包括a)向含有纖維素和淀粉的谷物中加入水溶液使谷物濕潤，水溶液的加入量應(yīng)足以維持纖維素和/或淀粉被酶轉(zhuǎn)化成果糖，且其量還應(yīng)使得幾乎所有的溶液被谷物吸收。b)加壓下加熱或用堿處理使步驟a)產(chǎn)生的潤濕谷物破碎，破碎的程度應(yīng)能有效地促進纖維素和/或淀粉向果糖的酶促轉(zhuǎn)化，c)向步驟b)產(chǎn)生的破碎潤濕谷物中加入能使纖維素和/或淀粉向果糖有效轉(zhuǎn)化的酶，得到潤濕谷物和酶的混合物，d)在一使酶有活性的溫度下將所說的潤濕谷物和酶的混合物保溫足夠時間，使谷物中的纖維素和/或淀粉轉(zhuǎn)化成果糖，以及e)收集富含果糖的谷物產(chǎn)品。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中酶選自由纖維素酶、葡萄糖異構(gòu)酶、α-淀粉酶和淀粉-葡糖苷酶組成的一組酶，
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其中酶包括纖維素酶和葡萄糖異構(gòu)酶，且纖維素酶在葡糖異構(gòu)酶之前加到破碎的潤濕谷物中。
53.如權(quán)利要求51所述的方法，其中的酶是纖維素酶、α淀粉酶、淀粉-葡糖苷酶和葡萄糖異構(gòu)酶，且所說的纖維素酶、α-淀粉酶和淀粉-葡糖苷酶在葡萄糖異構(gòu)酶之前加到破碎的潤濕谷物中。
54.如權(quán)利要求50所述的方法，在所說的收集步驟之后進一步包括一個干燥步驟。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中干燥步驟在溫度約為250°F-450°F的條件下進行。
56.如權(quán)利要求50所述的方法，其中保溫步驟在溫度約為25℃-80℃的條件下進行。
57.如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述的潤濕步驟和加酶步驟同時進行。
58.如權(quán)利要求50所述的方法，其中潤濕谷物的水分含量約為40%-75%(重量/體積)。
59.用權(quán)利要求50的方法生產(chǎn)的富含果糖的甜化谷物產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明介紹了生產(chǎn)一種早餐谷物食品的方法，它通過用包括葡萄糖異構(gòu)酶在內(nèi)的酶處理谷物或至少一個谷物部分以產(chǎn)生果糖而被甜化，同時保持了谷物顆粒的分散性或完整性。
文檔編號A23L1/105GK1034304SQ8810689
公開日1989年8月2日 申請日期1988年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月28日
發(fā)明者約翰A·梅斯利, 索爾L·奈德曼, 理查德L·安特里姆, 理查德A·約翰遜 申請人:納比斯克布蘭德斯公司