專利名稱：分支酶在烘烤中的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含分支酶的面包改良或面團改良組合物以及利用該組合物和/或該酶制備面團和/或烘烤產(chǎn)品的方法。
在制造面包的過程中，已知將面包改良和/或面團改良添加劑加到面包的面團中，除了其它作用以外，這種作用可以改進面包的結(jié)構(gòu)、體積、風味和新鮮度以及改進面團的機械加工性能。
最近一些年中一系列的酶已被用作如面團或面包改良劑，具體的是作用于在面團中大量存在的各種成分的酶。這樣的酶的例子見于一些淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶。
戊聚糖酶如木聚糖酶在面包和烘烤產(chǎn)品的制備中的用途已變得相當重要；具體的，可增加面包和其它烘烤產(chǎn)品的體積以及改善抗陳化的能力。
例如EP 396162,EP493850和EP 487122分別涉及面包改良劑、冰凍面團和脫脂糕點混合物，其包含木聚糖酶任選性地與其它酶一起使用。WO 91/18977公開了制備具有高烘烤活性的含戊聚糖酶制品的方法。
EP 687414公開了環(huán)糊精葡聚糖基轉(zhuǎn)移酶的使用以獲得面包體積的增加和風味的改進。
也已注意到發(fā)展用于能保持新鮮更長的時間從而顯示對陳化有增強抗性的面包的制備方法。已有不同的淀粉修飾酶被推薦用作抗陳化劑。在JP 62-79745和JP 62-79746中描述了耐熱β-淀粉酶對提供烘烤產(chǎn)品的抗陳化效果方面是有用的，EP 412607描述了耐熱α-1,4-外切葡聚糖酶或α-1,6-內(nèi)切葡聚糖酶(如支鏈淀粉酶、淀粉葡糖苷酶或β-淀粉酶)作為一種抗陳化劑的用途以及EP 494233描述了耐熱產(chǎn)麥芽糖α-淀粉酶作為一種抗陳化劑的用途。
分支酶(或1,4-α-葡聚糖分支酶，EC.2.4.1.18)是一種參與淀粉和類似葡聚糖的α-1,6-分支的形成的轉(zhuǎn)移酶。此酶已從許多植物和微生物資源中分離到且已描述了一些克隆的分支酶。更具體的，Zevenhuizen(1964，生物化學和生物物理學雜志(Biochem.Biophys.Aeta)81,608-611)公開了一種分離自球形節(jié)桿菌(Arthrobacterglobiformis)的分支酶；US 4,454,161公開了來自巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)的一種分支酶；Walker和Builder(1977，歐洲生物化學雜志(Eur.J.Biochem.)20,246-253)公開了來自緩癥鏈球菌(Streptococcus mitis)的一種分支酶；Steiner和Preiss(1977，細菌學雜志(J.Bacteriol.)129,246-253)公開了來自鼠傷寒沙門氏菌(Salmonella typhimurium)的一種分支酶；Fredrick,J.(1978，熱生物學(Thermol Biol.)3,1-4)公開了來自藻類(Cyanidiumcaldarium)的一種分支酶。Boyer和Preiss(1977，生物化學(Biochemistry),16,3693-3699)公開了來自大腸桿菌的一種分支酶；Baecker等人(1986，生物化學雜志(J.Biol.Chem.)261,8738-8743)公開了編碼一種大腸桿菌分支酶的基因；Kiel,J.A.K.W.等人(1992,DNA測序和圖譜雜志(J.DNA Sequencing and Mapping)3,221-232)公開了編碼一種來自熱溶芽孢桿菌(Bacillus caldolyticus)的分支酶的基因；Takata,H.等人(1994，應用環(huán)境微生物(Appl.Environm.Microbiol.)60,3096-3104)公開了編碼一種來自嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus stearothermophillus)的分支酶的基因；Kiel,等人(1989，基因(Gene)78,9-17)公開了編碼一種來自聚球藍細菌屬Synechococcus的分支酶的基因。
GB 2095681公開了一種來自芽孢桿菌屬(Bacillus)的分支酶的生產(chǎn)方法以及利用該酶制備改良的食物產(chǎn)品的方法。據(jù)稱該酶可以用于改善包括面包在內(nèi)的特定食物產(chǎn)品的保質(zhì)期。
EP 418945公開了克隆和分離自嗜熱脂肪芽孢桿菌的一種耐熱分支酶。據(jù)稱該酶可以用于通過引入額外的分支到如淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、糊精和其他多聚葡萄糖材料中從而修飾這些淀粉樣材料。據(jù)稱該酶也可以用于含有修改過的淀粉樣材料的食物或食物產(chǎn)品的生產(chǎn)中，但無這種用途的有利之處的描述或闡明。
本發(fā)明的目的在于提供一種獲得在面團品質(zhì)和/或從其制備的烘烤產(chǎn)品的酶學改良的新途徑。
相應的，在本發(fā)明的第一方面涉及一種包含有效量的分支酶的面包改良或面團改良組合物。
在本文中“面包改良組合物”和“面團改良組合物”的詞用于指除了酶組份以外還可以包括傳統(tǒng)地用于改良面團和/或烘烤產(chǎn)品的品質(zhì)的其它物質(zhì)的組合物。下面列出這樣的組份的例子。
“有效量”一詞用于指足夠用于提供目的參數(shù)的可測量到的效果的量的酶。例如它是一種導致根據(jù)本發(fā)明被改進的至少一種品質(zhì)的可測量的改變量；特別是至少一種被認為對陳化起作用的品質(zhì)(參見下面本發(fā)明“詳細描述部分”的第一段)。
在第二方面，本發(fā)明涉及一種防止或減少烘烤產(chǎn)品的老化的方法，該方法包括在面團制備過程中將有效量的分支酶加入到面團或面團組份中并且將所得面團在適宜條件下烘烤。
如此處所用，通過本發(fā)明的方法所述的面團和/或由面團所制備的烘烤產(chǎn)品的品質(zhì)的改良包括通過分支酶作用所能改良的任何品質(zhì)。重要的例子是該烘烤產(chǎn)品體積增加、新鮮度的增加(所謂抗陳化)和結(jié)構(gòu)及松軟度的改良以及口感的改良。同樣重要的是面團穩(wěn)定性的增加(即粘度較小的面團)，從而導致面團機械加工性能的改良。改良的機械加工性能對于工業(yè)化生產(chǎn)的面團更加重要。改良的品質(zhì)顯然地可以通過比較不加入本發(fā)明的DGT酶所制備的面團和/或烘烤產(chǎn)品來評價。
在另一方面本發(fā)明分別涉及由本發(fā)明的方法以及一種包含有效量的分支酶或一種本發(fā)明的面包改良或面團改良組合物的預混物生產(chǎn)的面團和烘烤產(chǎn)品。
在本文中，“預混物”一詞應理解為其傳統(tǒng)意義(即烘烤成分的混合物，一般包括面粉)，它不僅可以用于工業(yè)化的面包烘烤車間/設(shè)備，也可用于零售面包房。
在最后一方面，本發(fā)明涉及如此處所述分支酶用于改進面團和/或從面團制備的烘烤產(chǎn)品的一種或多種性質(zhì)的用途，包括(1)防止或降低烘烤產(chǎn)品特別是面包的陳化；(2)增加烘烤產(chǎn)品的體積；和(3)改善烘烤產(chǎn)品的口感。
文獻已描述了面包在貯存期間的陳化包括面包心變硬、面包心彈性降低、切片能力降低、口感變壞以及風味損失。所有這些變化被認為是由面包中淀粉部分的性質(zhì)造成的。通過根據(jù)本發(fā)明獲得的淀粉部分的修飾，預期這樣就有可能顯著減少烘烤產(chǎn)品的陳化。
也認為通過本發(fā)明對淀粉部分的修飾可以增加烘烤產(chǎn)品的體積且改進感官質(zhì)量，如風味、口感、味道、香味和面包皮的顏色。
優(yōu)選地，本發(fā)明中所用的分支酶在pH3到7的范圍內(nèi)有活性，優(yōu)選地最適pH在5到7的范圍。該酶可以在面團制備和/或烘烤過程中有活性，且優(yōu)選為在兩個過程中酶均有活性。優(yōu)選地，該酶在45℃以上有最佳活性，更優(yōu)選超過55℃，如在45-90℃的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選為55-90℃。優(yōu)選在烘烤過程中該酶失去活性。
除了上述提及的性質(zhì)，可以預期該分支酶具有顯著氧化穩(wěn)定性，因為在面團中存在許多氧化劑。
目前認為用于本發(fā)明的分支酶的來源并不重要，只要所用的酶具有上述性質(zhì)。因而，該分支酶可以是任何來源的，包括哺乳動物、植物和微生物(含細菌或真菌)來源的。認為可用于本發(fā)明的分支酶的具體的例子是在上述“本發(fā)明的背景”部分提到的分支酶，具體的在EP 418945中描述該酶。
可以利用任何適當?shù)募夹g(shù)，具體的通過本領(lǐng)域周知的重組DNA技術(shù)從目標生物體中獲得分支酶。重組DNA技術(shù)的使用一般包含在適于該酶表達的條件下在培養(yǎng)基中培養(yǎng)用能夠表達的且攜帶有編碼目標酶的DNA序列的重組DNA載體所轉(zhuǎn)化的宿主細胞，從培養(yǎng)液中回收該酶。該DNA序列可以是來源于基因組、cDNA或合成的或是其任一種混合物，并且也可以是用本領(lǐng)域已知方法分離或合成的。該酶也可以從生物體或其天然產(chǎn)生的相關(guān)部分提取。
目前認為當分支酶與其它酶一起使用時可以獲得有利的結(jié)果。因此，本發(fā)明的面包和/或面團改良組合物中可以包括一種或多種附加的酶。相應地，在本發(fā)明的方法中可以和分支酶一起加入這種附加的酶。這種附加的酶的例子包括纖維素酶；糖基轉(zhuǎn)移酶，具體的是4-α-葡聚糖轉(zhuǎn)移酶(也稱為DGT酶)；半纖維素酶，如象木聚糖酶的戊聚糖酶(用于戊聚糖的部分水解以增加面團的延展性)；脂酶(用于面團或面團組份中脂肪的修飾以使面團松軟)；氧化酶，如葡萄糖氧化酶；過氧化物酶(用于改善面團的韌性)；蛋白酶(特別在使用硬的小麥粉時用于破壞面筋)；肽酶；轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和/或淀粉分解酶，特別是一種沒有任何α-1,4-內(nèi)切活性的淀粉分解酶，如α-1,4-外切葡聚糖酶或和α-1,6-內(nèi)切葡聚糖酶，如B-淀粉酶，淀粉葡糖苷酶，產(chǎn)麥芽糖淀粉酶，環(huán)狀糊精葡聚糖轉(zhuǎn)移酶(CGT酶)等等。
其它酶組分可以是任何來源的，包括哺乳動物和植物以及優(yōu)選的微生物(含細菌或真菌)來源的。這些酶可以用上述提及的本領(lǐng)域知曉的傳統(tǒng)技術(shù)獲得。
認為用于本發(fā)明的DGT酶的具體例子是由Takaha等人生物化學雜志(J.Biol.Chem.)268卷，1391-1396,1993中所描述的馬鈴薯DGT酶。該文獻也公開了在大腸桿菌和枯草芽孢桿菌宿主細胞中的該酶的重組生產(chǎn)。
同樣特別有意義的是從Novo Nordisks A/S商業(yè)性可得的稱為Novamyl的產(chǎn)麥芽糖淀粉酶，從Gist-brocades N.V.可獲得的抗陳化劑Stalingase(TM)，從Grindsted可獲得的Grindamyl Maxlife(TM)及其它Gridamyl(TM)的生產(chǎn)系列的產(chǎn)品，從Rohm GmbH可獲得的Veron(TM)生產(chǎn)系列的產(chǎn)品，從Novo Nordisks A/S可獲得的稱為Gluzyme的葡萄糖氧化酶和從Novo Nordisks A/S可獲得的稱為Novozym677的脂酶。
轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶可以如EP 492406所述使用。
用于本發(fā)明中的酶可以是適于目的用途的任何形式，如以干粉或顆粒形式，特別是一種非塵性顆粒，一種液體，特別是穩(wěn)定化液體或是一種被保護的酶。顆?？梢匀鏤S 4,106,991和US 4,661,452(均屬NovoIndustri A/S)中公開的方法生產(chǎn)，且可以用本領(lǐng)域已知技術(shù)任選地包被。液體酶制品可以按已知方法如通過加入營養(yǎng)學可接受的穩(wěn)定劑(糖、糖醇或其它多元醇、乳酸或其它有機酸)來穩(wěn)定。被保護的酶可以按EP 238216公開的方法制備。
通常為了用于在預混物或面粉中包含，這種(些)酶以干產(chǎn)品的形式如一種非塵性顆粒是有利的，而為了在液體中包含以液體形式是有利的。
除了這些其它酶成分或作為其它酶成分的替代物，面團改良和/或面包改良組合物可以包括傳統(tǒng)使用的烘烤劑，如一種或多種下面的成分奶粉(提供面包皮的顏色)、面筋(改善差面粉的氣保留能力)、乳化劑(改善面團的延展性和一定程度的所獲面包的韌性)、顆?；?用于面團軟化和面包的韌性)、氧化劑(如抗壞血酸、溴酸鉀、碘酸鉀或過硫酸氨；以加強面筋的結(jié)構(gòu))、氨基酸(如半胱氨酸)、糖和鹽(如氯化鈉、乙酸鈣、硫酸鈉或硫酸鈣以使面團更堅牢)、面粉或淀粉。這樣的組分也可以依本發(fā)明的方法直接加入到面團中。
合適的乳化劑的例子是單或二脂酰甘油脂、單或二脂酰甘油脂的二乙酰酒石酸酯、脂肪酸的糖酯、脂肪酸的聚甘油酯、單脂酰甘油脂的乳酸酯、單脂酰甘油脂的乙酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、磷脂和卵磷脂。
本發(fā)明的面包改良和/或面團改良組合物典型地以相應于0.01-5％，特別是0.1-3％的量包含在面團中。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其中任選地與上述其它酶一起使用的分支酶用于面團和/或烘烤產(chǎn)品的制備，該酶可以如彼加入到制備面團的混合物中或者加入到制備面團的任一配料如面粉中。此外，該酶可以如上述作為面團和/或面包改良組合物的一種成份加入，或是加入到面粉或其它面團配料中或直接加入到制備面團的混合物中。
用于本發(fā)明方法的酶的劑量應當適應于目的面團的性質(zhì)和組成以及所用的酶的性質(zhì)。一般地，酶制品以相應于0.01-1000mg酶蛋白每千克面粉的量加入，優(yōu)選地0.1-100mg酶蛋白每千克面粉，更優(yōu)選地0.1-10mg酶蛋白每千克面粉。
就酶活性而言，任選地與其它酶一起使用用于使面粉或烘烤產(chǎn)品的面包皮顏色的改良的給定分支酶的合適的劑量將取決于目的酶和該酶的底物。普通技術(shù)人員可以在本領(lǐng)域已知方法的基礎(chǔ)上確定合適的酶單位劑量。
當按照本發(fā)明的方法加入一種或多種附加的酶活性時，這些活性可以分別或與分支酶一起加入，任選性地作為本發(fā)明的面包改良或面團改良組合物的組分。附加的酶活性可以是上述任一種酶且可以根據(jù)已建立的烘烤實踐定量加入。
如上述，任選性地與其它酶一起使用的分支酶可加入到任何面團配料的混合物、面團或面團中包含的任一配料中；換言之，這些酶可以在面團制備的任何步驟加入，且可以根據(jù)需要在一個、兩個或多個步驟中加入。
用對于目的面團和/或烘烤產(chǎn)品合適的任何方式處理面團和/或進行烘烤，典型地包括揉面團，一種或多種該面團的發(fā)面處理且在合適條件下(即合適的溫度及足夠的時間)烘烤該產(chǎn)品等步驟。例如該面包可以利用普通直接面團方法(Straight dough process)、酸面團法(Sourdough process)、過夜面團法、低溫和長時間發(fā)酵法、冰凍面團法和Chorleywood面包法或Sponge和Dough法來制備。
由本發(fā)明的方法制備的面團和/或烘烤產(chǎn)品一般基于小麥粗粉或面粉，任選地與其它粉或面粉如玉米粉、黑麥粗粉、黑麥面、燕麥面或粗粉、大豆面、高粱粗粉或面或者馬鈴薯粗粉或面一起使用。
在本文中“烘烤產(chǎn)品”一詞是指包括由面團制備的任何產(chǎn)品，其特性或是松軟或是松脆。烘烤產(chǎn)品的例子(無論是白色、淺色或深色型，其均可以通過本發(fā)明有利地生產(chǎn))是面包(特別是白的、全麥或燕麥面包)，典型的為條形或卷形、法國小棒型面包、pita面包、tacos、餅、薄餅、餅干、松脆面包等形式。
本發(fā)明的面團可以是上面討論過的任何類型，且可以是新鮮的、冰凍的或預烘烤的。冰凍面團的制備如K.Kulp和K.Lorenz在“冰凍和冷藏的面團及制做糕點的糊狀物”中所述。
從上面的公開顯然知本發(fā)明的面團一般是發(fā)酵過的面團或是待發(fā)酵的面團。該面團可以多種形式發(fā)酵，如通過加入碳酸氫鈉等或通過加入發(fā)酵曲(發(fā)酵的面團)，但優(yōu)選通過加入合適的酵母培養(yǎng)物如釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)(貝克氏酵母)使面團發(fā)酵?？梢允褂萌魏紊虡I(yè)性可得的釀酒酵母。
如上述，本發(fā)明還涉及一種預混物，如以用于面團和/或由面團制成的烘烤產(chǎn)品的面粉組分的形式，該預混物包含分支酶和如前述任選的其它酶。該預混物可以通過將含有相關(guān)酶的酶制品或含有酶的本發(fā)明的面包改良和/或面團改良組合物與合適的載體如面粉、淀粉、糖或鹽混合而制備。該預混物可以含有其它面團改良和/或面包改良添加劑，如包括上述的酶在內(nèi)的任何添加劑。
可用于測定利用本發(fā)明所獲得的改進的技術(shù)如下述。上面提及的感官品質(zhì)可以利用烘烤工業(yè)中普遍接受的方法來評價，且可以包括如利用一組經(jīng)過訓練的味道測試者。材料與方法分支酶活性的測定分支酶活性可以如EP 418945中所述測定。面包的制備根據(jù)本發(fā)明加入DGT酶的效果可以在如下的面包和面團中測試。
白面包可以按下列基本配方制備基本配方小麥粉100％鹽1.5％酵母(新鮮)5.0％糖1.5％水58％面包的制備程序
1．面團混合(螺旋混合機)625轉(zhuǎn)/分 3分鐘1250轉(zhuǎn)/分3.5分鐘由熟練面包師確定和調(diào)整混合時間以使在所用測試條件下獲得最適面團韌性。
2．初次發(fā)面室溫下(約22℃)15分鐘，用布蓋，3．稱量和成形；4．最終發(fā)面32℃-82％RH,55分鐘；5．烘烤235℃對于面包卷22分鐘而對于條形面包為35分鐘。面團和烘烤產(chǎn)品的評價面團和烘烤產(chǎn)品可以如下評價面包比體積利用傳統(tǒng)的油菜籽法(rape seed method)測定4個面包體積的平均值。比體積計算為每克面包的體積。對照的(無酶)比體積設(shè)定為100。相對比體積指數(shù)如下計算
面包的粘性和面包心的結(jié)構(gòu)可以用下表進行直觀評價面包的粘度幾乎為液態(tài)1十分粘2粘3正常 4干5面包心的結(jié)構(gòu)非常差 1差 2不一致 3一致/好4非常好 5烘烤產(chǎn)品的陳化性質(zhì)在烘烤后如第1、3、7、9天的面包上測定?？梢园碅ACC方法74-09評價陳化度和質(zhì)地。
測定面包心的松軟度和彈性的原則如下1．在質(zhì)地分析機中以恒定速度擠壓一片面包，用克來測量擠壓力。
2．以25％擠壓的力來測面包心的松軟度。
3．測量40％擠壓的力(P2)和保持40％擠壓恒定30秒后的力(P3)，其比值(P3/P2)即為面包心的彈性。
權(quán)利要求
1．一種包含有效量的分支酶的面包改良或面團改良組合物。
2．一種根據(jù)權(quán)利要求1的面包改良或面包改良組合物，其中的分支酶是植物或微生物來源的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的面包改良或面包改良組合物，其進一步包含一種有效量的其它酶，如纖維素酶、半纖維素酶、糖基轉(zhuǎn)移酶、戊聚糖酶、脂酶、過氧化物酶、內(nèi)切蛋白酶、氧化酶、肽酶、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和/或淀粉分解酶。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的面包改良或面團改良組合物，其中的糖基轉(zhuǎn)移酶是4-α-葡聚糖轉(zhuǎn)移酶。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的面包改良或面團改良組合物，其中的淀粉分解酶選自α-淀粉酶、β-淀粉酶、產(chǎn)麥芽糖α-淀粉酶、淀粉葡糖苷酶和CGT酶。
6．一種根據(jù)權(quán)利要求3的面包改良或面團改良組合物，其中的酶是植物或微生物來源的。
7．一種根據(jù)權(quán)利要求1-6項中任一項的面包改良或面團改良組合物，其進一步包含其它面包或面團改良劑。
8．一種改善面團和/或從面團制備的烘烤產(chǎn)品的一種或多種品質(zhì)的方法，該方法包括在面團制做過程中，加入根據(jù)權(quán)利要求1-7項中任一項的有效量的分支酶到面團或面團配料中并將所得面團在合適條件下烘烤。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中向面團或面團配料中加入有效量的其它酶，如纖維素酶、半纖維素酶、糖基轉(zhuǎn)移酶、戊聚糖酶、脂酶、過氧化物酶、內(nèi)切蛋白酶、氧化酶、肽酶、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶和/或淀粉分解酶。
10．根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其中的酶以如權(quán)利要求1-7的任一項所定義的面包改良或面團改良組合物的形式加入。
11．根據(jù)權(quán)利要求8到10項中任一項的方法，其中的分支酶以相應于0.01-1000mg酶蛋白每千克面粉的量加入。
12．一種根據(jù)權(quán)利要求8-11項中任一項的方法制備的烘烤產(chǎn)品或面團。
13．一種用于面團的預混物，其包含根據(jù)權(quán)利要求1-7項中任一項的有效量的分支酶或面包改良或面團改良組合物。
14．分支酶用于改善面團和/或從面團制備的烘烤產(chǎn)品的選自下組的一種或多種性質(zhì)的用途(a)增加面包體積；(b)防止或減少陳化；和(c)增加烘烤產(chǎn)品的感官品質(zhì)。
全文摘要
一種包含有效量的分支酶及任選的其它酶的面團或面包改良組合物以及該組合物在面團和烘烤產(chǎn)品制備中的用途。
文檔編號A21D8/02GK1216902SQ97194220
公開日1999年5月19日 申請日期1997年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月2日
發(fā)明者T·斯潘德勒, O·B·約根森 申請人:諾沃挪第克公司