CN103354718B - 用于液化谷物蛋白的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于液化谷物蛋白的方法。还公开了用于制作水解谷物蛋白的方法。还公开了包含通过本发明的所述方法获得的水解谷物蛋白的组合物以及所述组合物在食品和饲料应用中的用途。特别地，公开了将包含水解小麦蛋白的组合物用于部分或完全地替代犊牛乳粉中的动物蛋白的用途。

Description

用于液化谷物蛋白的方法
技术领域
本发明涉及用于液化谷物蛋白的方法，具体地讲涉及液化小麦蛋白的方法。本发明还涉及用于制作水解谷物蛋白的方法，具体地讲涉及制作水解小麦蛋白的方法。还公开了包含可利用本发明的方法获得的水解谷物蛋白的组合物及其用途。
背景技术
水解谷物蛋白具有很高的商业价值。它们用于各种各样的食物产品、饲料产品以及化妆品和工业应用(例如胶水或涂料)中。
水解谷物蛋白可通过加酸水解来制备，例如如EP0363771中所述，或通过酶法水解来制备。
酶法水解可通过向水性悬浮液中的含有蛋白质的基质添加酶并温育该共混物而实现，例如如WO02/32232中所述。
酶法水解还可以用两步法完成：第一步为用于液化引入的蛋白质材料的液化步骤，第二步为发生实际水解过程的温育步骤。该方法的两个步骤通常均包括连续的返混。在这两个步骤中，返混均是不利的。
在液化步骤中，由于存在返混，引入蛋白质的一部分不断地被循环使用，并且停留在液化步骤的时间比需要的时间更长。其他引入的蛋白质材料由于绕过了返混而过早地离开了液化步骤。该材料在到达温育步骤时处于非液化状态。
在温育步骤中，由于存在返混，一些材料不断地被循环使用，并且实际温育时间比需要的时间更长，从而得到低分子量至极低分子量的高度水解蛋白。其他材料过早地离开温育步骤，并因而未充分水解。
因此，现有水解方法的缺点在于，最终产物(水解产物)不包含水解程度相等的水解蛋白，尤其是当起始材料(例如活性小麦面筋)具有粘弹特性并在发生水合后形成团块时更是如此。除具有所需分子量的水解蛋白外，水解产物通常包含高分子量的未充分水解或未水解的蛋白，以及低分子量至极低分子量的高度水解蛋白(例如氨基酸)。
水解产物的低分子量部分可能导致水解产物具有苦味，这是食品和饲料应用不期望的。在使水解产物成悬浮液时，高分子量部分通常是相分离的原因(例如由于沉淀)。这是不期望的现象，尤其是使用水解产物制造需要模拟乳状乳剂特性的产品时更是如此。
由于具有粘弹特性的蛋白质在水合时会形成团块，所以其水解非常困难。迄今为止，只能通过在包含(例如)加工助剂的溶液中添加干燥的活性小麦面筋来避免形成团块。
现有方法的另一个缺点是通常需要较大的处理量和较多的处理次数。
因此需要用于生成水解谷物蛋白的改进方法，在该方法中蛋白质已被水解至相同的水解度，并因此不具有上述的缺点。
发明内容
本发明的第一方面涉及用于液化谷物蛋白的方法。该方法为液化方法，并包括以下步骤：
a)提供包含一种或多种谷物蛋白的组合物，所述组合物具有占组合物5至40重量％(％重量/重量)的干物质；然后
b)将一种或多种水解酶和/或加工助剂添加到组合物中；然后
c)任选地对该组合物进行预调节；然后
d)使该组合物均匀化。
本发明的第二方面涉及用于制作水解谷物蛋白的方法。该方法为水解方法，并包括以下步骤：
i)根据上文所述的液化方法对包含一种或多种谷物蛋白的组合物进行液化；然后
ii)任选地对该组合物进行预处理；然后
iii)在50℃至85℃的温度下将该组合物温育至少5分钟。
本发明的第三方面涉及可利用本发明的水解方法获得的水解谷物蛋白。
本发明的第四方面涉及包含本发明的水解谷物蛋白的食品或饲料组合物，并还涉及用于制作食品或饲料组合物的成分。所述组合物可为不同的形式，例如粉末、糊剂、液体。
在一个实施例中，本发明的组合物被压制成颗粒的形式。
本发明的第五方面涉及根据本发明的组合物在食品和饲料应用中的用途。优选地，将本发明的组合物用于部分或完全地替代在食品和饲料应用中的动物蛋白。最优选地，将本发明的组合物用于部分或完全地替代在用作犊牛代乳粉的配方中的牛奶蛋白。
附图说明
图1：由传统的小麦淀粉-面筋分离法产生的活性小麦面筋的图片
图2：根据本发明的一个实施例的液化活性小麦面筋的图片
具体实施方式
已惊奇地发现，通过充分的液化以及随后的受控温育可制得具有相似水解度的水解谷物蛋白，在所述液化过程中，蛋白质材料被基本上逐渐液化，从而形成均匀且液化的产物。所述液化过程优选地不使用返混，并且液化所必需的时间较之现有方法显著缩短。已惊奇地发现，通过将该液化方法拆分成若干后续步骤，且每个步骤使得随后的步骤变得更容易，能够实现更有效率的液化。
本发明优选地涉及具有粘弹特性并在水合时形成团块的蛋白质材料，例如活性小麦面筋。
在本发明中，液化优选地以连续平推流进行，以便使所有的引入蛋白质具有相似的液化时间。与现有方法相反，本发明的液化基于先进先出原则，其效率高得多，且速度快得多。
在第一方面中，本发明涉及用于液化谷物蛋白的方法。该液化方法包括以下步骤：
a)提供包含一种或多种谷物蛋白的组合物，所述组合物具有占该组合物5至40重量％的干物质；然后
b)将一种或多种水解酶和/或加工助剂添加到组合物中；然后
c)任选地对该组合物进行预调节；然后
d)使该组合物均匀化。
该液化方法的持续时间通常为5至60分钟。该液化方法的持续时间优选地为5至50分钟，甚至更优选地为5至40分钟，甚至更优选地为5至30分钟，甚至更优选地为5至20分钟，甚至更优选地为5至10分钟。
在步骤a)中，提供了包含一种或多种谷物蛋白的组合物。
该组合物具有占该组合物5至40重量％(重量/重量％)、优选15至38重量％、更优选25至35重量％、甚至更优选28至32重量％的干物质。
该组合物包含60至95重量％的水。优选地，所述水为普通城市用水。
优选地，组合物的干物质含有至少40％的蛋白质，优选至少50％、更优选至少60％、甚至更优选至少70％并且最优选至少80％的蛋白质。
在一个优选的实施例中，组合物必须是一种或多种粘弹性团块的形式。更优选地，组合物的部分或全部蛋白质具有粘弹特性并在水合时形成粘弹性团块。在最优选的实施例中，组合物为由传统的小麦淀粉-面筋分离法产生的含水活性小麦面筋团块。
用于本发明目的的谷物蛋白可为任何谷物蛋白，例如源自小麦、大麦、黑麦、燕麦、玉蜀黍、大米、斯佩耳特小麦、小米、高粱、黑小麦以及它们的混合物的谷物蛋白。优选地，谷物蛋白为面筋。面筋可为活性面筋或失活面筋。活性面筋可为干燥形式或由传统的小麦淀粉-面筋分离法产生的新鲜活性面筋。优选地，谷物蛋白为由传统的小麦淀粉-面筋分离法产生的活性小麦面筋。
可通过本领域中已知的任何分离谷物面筋的方法来从谷物中获得面筋。在一个优选实施例中，面筋为由传统的小麦淀粉-面筋分离法产生的活性小麦面筋。
然而，虽然优选的是使用像用传统的小麦淀粉-面筋分离法处理小麦那样从其他谷物组分中分离出来的面筋作为原料，但分离面筋并不是本发明的目的所必需的，并且本发明的组合物可以为(例如)包含面筋的水合谷物粉。此外，可以使用面筋含量不同的谷物粉。在这种情况下，谷物粉中的面筋将被液化。然后，可通过本领域中已知的任何技术来重新获得面筋。此外，该液化的组合物可在本发明的第二方面所述的方法中使用。
在步骤b)中，将一种或多种水解酶和/或一种或多种加工助剂添加到包含一种或多种谷物蛋白的组合物中。
可用于本发明的水解酶通常为肽酶(又称为蛋白酶)。肽酶选自α-氨基-酰基-肽水解酶(EC3.4.1.)、肽基-氨基酸水解酶(EC3.4.2.)、二肽水解酶(EC3.4.3.)、肽基肽水解酶(EC3.4.4.)、氨基酞酶(EC3.4.11.)、肽基氨基酸水解酶(EC3.4.12.)、二肽酶(EC3.4.13.)、二肽基肽酶和三肽基肽酶(EC3.4.14.)、肽基二肽酶(EC3.4.15.)、丝氨酸型羧肽酶(EC3.4.16.)、金属羧肽酶(EC3.4.17.)、半胱氨酸型羧肽酶(EC3.4.18.)、ω-肽酶(EC3.4.19.)、丝氨酸内肽酶(EC3.4.21.)、半胱氨酸内肽酶(EC3.4.22.)、天冬氨酸内肽酶(EC3.4.23.)、金属内肽酶(EC3.4.24.)、苏氨酸内肽酶(EC3.4.25.)。另外，碱性肽酶是适用于该方法的一类酶。
肽酶分为两个子类，即外肽酶和内肽酶。优选地，用于本发明目的的酶源自细菌、动物或植物。这些酶包括(例如)通过基因工程技术获得的重组酶。
该方法优选地至少使用内切蛋白酶活性来执行，然而也可以使用不仅具有内切蛋白酶活性、还具有外切蛋白酶活性的蛋白酶。或者，可以使用内切蛋白酶、外切蛋白酶以及内外切蛋白酶的混合物。
可在本发明的方法中使用的酶包括来自枯草芽孢杆菌(BacillusSubtilisis)的细菌蛋白酶、来自黑曲霉(AspergillusNiger)的酸内切蛋白酶和外切胜肽酶、耐热性细菌蛋白酶、来自嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophyllus)的中性耐热性蛋白酶、木瓜蛋白酶、来自芽孢杆菌属的中性细菌蛋白酶或内切蛋白酶、来自解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)的中性细菌蛋白酶、碱性蛋白酶(来自真菌、细菌)、内切蛋白酶(丝氨酸型；来自地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)的枯草杆菌蛋白酶A)、来自米曲霉(Aspergillusoryzae)的复合内切蛋白酶与外切胜肽酶、来自解淀粉芽孢杆菌的细菌金属蛋白酶。
因为蛋白质来源可能包含碳水化合物材料，所以组合物还优选地添加有一种或多种碳水化物酶。合适的酶包括(例如)α或β-淀粉酶、支链淀粉酶、纤维素酶、戊聚糖酶。
也可以将一种或多种加工助剂添加到包含一种或多种谷物蛋白的组合物中。适用于本发明目的的加工助剂是还原剂，其选自半胱氨酸、谷胱甘肽、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、抗坏血酸、它们的盐以及它们的组合。通常，加工助剂的添加量为0.001％至5％(基于组合物的干重计)。合适的加工助剂的一个例子是亚硫酸氢钠，其以(例如)0.06％的剂量(基于组合物的干重计)添加。添加加工助剂的目的在于通过影响蛋白质的构象及其物理化学性质而弱化组合物。当谷物蛋白为活性小麦面筋时，添加加工助剂可能特别有用。在活性小麦面筋中，例如，在加工助剂的作用下，不同面筋分子之间的二硫键(S-S)被还原为巯基(-SH)。
在另一个实施例中，可将酶和加工助剂两者添加到包含一种或多种蛋白质的组合物中。然而，更可取的是不同时添加酶和加工助剂，而是将它们依次添加到组合物中，以避免加工助剂使酶失去活性。
在步骤c)中，可对组合物进行预调节。这样做的目的可能是为了降低组合物的粘度，从而通过降低随后的均匀化步骤所需的能量而促进所述均匀化步骤的进行。这就是所谓的“对组合物进行弱化”。进行该预调节的目的也可以是调节最终产品的规格，具体地讲是调节pH。进行该预调节的目的还可以是将反应条件调节为酶的最佳作用条件。
预调节可以包括下述处理中的一种，或者其中两种或更多种的组合：
-加热组合物
-混合组合物
-调节组合物的pH
-将加工助剂添加到组合物中，
这些处理可同时进行或者以相继的步骤进行。加热和混合可方便地同时进行。
可利用本领域中已知的任何类型的合适加热技术来实现对组合物的加热。优选地，加热将使用静态加热器，通过非直接加热的方式完成。当加热与混合结合在一起进行时，可方便地使用静态加热混合器来完成。静态加热器和静态加热混合器适用于加热具有非常低的粘度至非常高的粘度的材料。所使用的加热介质可以是任何合适的加热介质，但优选为水。加热介质的温度应达到的效果是：加热后，组合物的温度为40℃至55℃，优选为45℃至52℃，更优选为50℃。在执行步骤c)前，如果组合物的温度已至少为40℃，则不必加热。在一个优选的实施例中，在谷物蛋白为活性小麦面筋的情况下，加热未达到55℃的温度。从55℃开始，活性小麦面筋的结构可能遭到破坏。
可使用静态混合器型的设备来实现混合。如上所述，使用静态加热混合器时，混合可与加热同时进行。静态混合器是用于混合两种(或更多种)流体材料的装置。该装置由容纳在壳体中的一个或多个非移动式混合元件组成。该壳体可以为(例如)圆柱形或方形的。非移动式混合元件是一系列挡板。当两种(或更多种)流体材料流经静态混合器时，非移动式元件连续共混这些材料。也可使用任何其他合适类型的混合设备，例如模头系统。进行该混合步骤的目的只在于降低后续的均匀化步骤中所需的能量，并使该均匀化步骤变得尽可能高效。在一个优选的实施例中，当谷物蛋白为活性小麦面筋时，预调节包括在均匀化之前进行混合。优选地使用静态混合器来进行混合。例如，可以使用具有3个SMXDN50混合元件、7个SMXDN65混合元件和10个SMXplusDN80混合元件的SulzerSMXTMplusDN80型静态混合器。
为了提供酶的最佳作用条件，调节pH可能是必要的。根据所使用的酶或酶混合物，本领域的技术人员将轻易知道需要达到的pH值。
另外，最终产品的pH还可受到该调节步骤的影响。根据最终产品将在其中使用的应用，技术人员将轻易确定需要的pH值。
利用本领域中已知的任何合适的技术来完成对pH的调节。优选地，将通过添加包含HCl或NaOH的水溶液来调节组合物的pH，但是，除此以外或作为另外一种选择，可以通过添加包含酸、碱金属和碱土金属的氢氧化物以及它们的组合的溶液来调节组合物的pH，所述酸包括但不限于柠檬酸、磷酸、醋酸、硫酸和硝酸，所述碱金属和碱土金属的氢氧化物包括但不限于NaOH、KOH和Ca(OH)2。本领域的技术人员将知道要获得期望的pH所需要添加的量。
可在任选的预调节步骤c)期间添加如上文所述的加工助剂。
本领域的技术人员将能够轻松地根据组合物的质量、所需的最终产品的规格和/或酶的最佳反应条件来确定是否需要执行预调节。
在最优选的实施例中，谷物蛋白为由传统的小麦淀粉-面筋分离法产生的活性小麦面筋。因此在大多数情况下，面筋为含水团块的形式。该液化方法包括以下步骤：
a)提供包含活性小麦面筋的组合物，所述组合物具有占该组合物5至40重量％的干物质；然后
b)添加一种或多种水解酶；然后
c)对该组合物进行预调节；然后
d)使该组合物均匀化。
其中，预调节是指加热至45℃至52℃的温度并使用静态混合器进行混合。
在该方法的步骤d)中，使组合物均匀化。在进入步骤d)之前，所述组合物由至少两个主相构成：水合的蛋白质材料和游离的液体(通常为水)。因为蛋白质材料不能自然且显著地溶解在水相中，所以存在游离水。对活性小麦面筋而言尤其如此。均匀化导致一种相或成分(在这种情况下为蛋白质材料)分散到主连续相(在这种情况下为水)中，通常所述的一种相或成分不能与该主连续相混溶。均匀化之后，组合物以一种单相的形式存在，不再存在团块，并且可将组合物作为连续流(类似于浆料、牛奶或水，与包含团块的组合物形成对照)轻松地倒出。
在一个优选的实施例中，利用动态混合实现均匀化。可利用具有至少一个转子的任何类型的合适设备来实现动态混合，所述至少一个转子在1m/s至100m/s、优选5m/s至15m/s的端速下运行。适用于该目的的合适的设备包括高剪切混合器、离心泵、搅拌器、胶体型研磨机。然而，用于本发明目的的优选设备是高剪切混合器。
高剪切混合器使用回转叶轮或高速转子，或者一系列这样的叶轮或串联转子，这些叶轮或串联转子通常由电动机驱动以产生流动和剪切。转子外径处的流体速度将高于转子中心处的速度，这样就产生了剪切。固定元件可与转子联合使用，并将其称为定子。高剪切混合器可以是间歇式高剪切混合器或串联的高剪切混合器。优选地使用串联的高剪切混合器。最优选地，使用具有矩形设计、且产生额外湍流的串联的高剪切混合器。在串联的高剪切转子-定子混合器中，转子-定子阵列容纳在一端为入口、另一端为出口的壳体中。串联的高剪切混合器提供更可控的混合环境、占据较少空间，并且可用作连续方法的组成部分。
液化方法的所有步骤可以通过分批、连续或连续平推流的方式进行。优选地，以连续平推流的方式执行该液化方法。在连续平推流设计中，反应器的形状通常为管状、柱状。产品从反应器的一端连续地输入反应器，并从反应器的另一端连续地离开反应器。进入该方法的所有材料将在类似的一段时间内经受相同的处理，并且该方法基于先进先出原则。遵循先进先出原则意味着先进入该方法的蛋白质将先离开该方法，使得所有的蛋白质具有类似的处理时间。因此，离开本发明的液化方法的产品是液化的均匀产品，其不再存在团块。该液化方法尤其适用于液化包含粘弹性团块的组合物。在现有方法中，避免了形成团块。与现有方法相反，本发明的方法无需避免形成团块。
本发明的第二方面涉及用于制作水解谷物蛋白的方法。利用该水解方法，能够制作水解度分布较窄的水解产物。此外，已惊奇地发现，本发明的第二方面所述的方法生成了具有极佳消化性的水解谷物蛋白。
本发明的水解方法包括以下步骤：
i)根据上文所述的液化方法对包含一种或多种谷物蛋白的组合物进行液化；然后
ii)任选地对该组合物进行预处理；然后
iii)在50℃至85℃的温度下将该组合物温育至少5分钟的一段时间。
在步骤ii)中，可对液化的组合物进行预处理。
所述预处理包括将液化的组合物加热至50℃至85℃、优选65℃至75℃并甚至更优选68℃至72℃的温度。加热时间为15分钟或更短，优选10分钟或更短，优选5分钟或更短，并优选3分钟或更短。
可使用本领域中已知的任何合适技术来进行加热。在一个优选的实施例中，通过直接蒸汽喷射的方式来进行加热。蒸汽被直接喷射到液化的组合物中。液化组合物与蒸汽之间的接触时间应达到的效果是：达到所需的温度，同时组合物的一种或多种谷物蛋白未变性，并且酶(如果存在任何酶的话)不失活。蒸汽温度可以为100℃至200℃、120℃至190℃、150℃至180℃。已惊奇地发现，利用直接蒸汽喷射的方式来进行加热能够显著减轻液化组合物的微生物污染。此外，已惊奇地发现，水解产物具有极佳的消化性。
所述预处理还可以包括将一种或多种水解酶添加到组合物中。如本发明的液化方法中所述，在液化期间添加酶并非必需(前提条件是添加了加工助剂)。如果液化期间没有添加酶，则可以在预处理步骤ii)期间添加酶。可以使用与如液化方法中所述相同的酶。
在步骤iii)中，在50℃至85℃的温度下温育液化的组合物。优选地，温育温度为55℃至75℃，甚至更优选地为65℃至75℃，并且最优选地为68℃至72℃。温育时间由本领域的技术人员确定，但其为至少5分钟。由于温育的持续时间取决于所使用的酶的类型、酶的剂量、起始材料的质量，并且应持续到获得所需的水解度(DH)为止，故温育的持续时间能够被本领域的技术人员确定。所需的DH取决于水解小麦蛋白将要在其中使用的应用。蛋白质的DH被定义为裂开的肽键的百分率。水解蛋白尤其是酶法水解的蛋白具有多种功能特性，例如低粘度、增强的搅打能力、发泡性和高溶解度，这使得它们能够有利地用于许多应用，尤其是食品和饲料应用。DH还与蛋白水解产物的感官特性相关。可利用OPA法测定最终产物的DH(Shmidt，D.G.，Tobben，A.J.P.M.(美国预防医学杂志)，VMT，19期，13-15页，1993年)。
优选地在连续平推流中执行该水解方法的液化部分和可选的预处理(步骤i)和ii))。
步骤iii)(温育)可以通过分批、半分批、连续和连续平推流的方式来执行。然而，优选地使用多个反应器以连续的方式或者以连续平推流的方式来执行该水解方法的温育部分。这会影响到温育箱中蛋白质的停留时间以及停留时间的可变性。就本发明的目的而言，每项设计的基本原则是，使温育倾向于尽可能地为先进先出式温育。遵循先进先出原则意味着先进入温育箱的蛋白质将先离开温育箱，使得所有蛋白质均拥有相似的在温育箱中的停留时间。先进先出原则遵循地越好，蛋白质温育停留时间的可变性就越小，从而得到水解度分布较窄的水解产物。
分批设计是指确定数量的产品进入一个反应器(在这种情况下为温育箱)，然后停止产品输入并将反应器中的产品温育一定时间的设计。
半分批设计是在多个反应器上方分流的分批设计。不停止产品输入，而是将产品供应到多个反应器，从而将反应器相继充满。优选地，所述多个反应器具有相同的设计(体积、形状、停留时间、加热能力)。一旦将一个反应器充满，便将产品温育一定时间。无限数量的反应器将形成连续平推流设计。半分批设计的例子是一组旋转木马式反应器。
具有一个反应器的连续反应器设计是指产品被连续供应到反应器并且产品连续地离开反应器的设计。具有多个反应器的连续反应器设计是在多个反应器上方分流的连续反应器设计。无限数量的反应器将形成连续平推流设计。这种设计的一个例子是阶梯式槽系统。
连续平推流设计是产品从反应器的一端连续输入并从反应器的另一端连续离开的设计。反应器的形状通常为管状、柱状。
将采用最优选的实施例对本发明的方法加以说明，其中谷物蛋白为活性小麦面筋。在这种情况下，本发明的水解方法通常将包括以下步骤：
1.提供包含活性小麦面筋的组合物，所述组合物具有占该组合物5至40重量％的干物质；然后
2.将一种或多种水解酶和/或加工助剂添加到组合物中；然后
3.对该组合物进行预调节；然后
4.使该组合物均匀化；然后
5.对在步骤4中获得的组合物进行预处理；然后
6.在50℃至85℃的温度下将该组合物温育至少5分钟的一段时间。
可将温育后获得的水解产物进一步纯化，以回收水解蛋白。可使水解产物(例如)经受纤维分离步骤和/或浓缩步骤和/或酶失活步骤和/或干燥步骤，以便获得(例如)粉末或糊剂形式的浓缩蛋白。
可通过本领域中已知的任何方法来执行纤维分离。例如，可通过滗析方便地执行纤维分离。
可使用本领域中已知的任何方法来执行浓缩。一般来讲，可使用任何类型的蒸发器来执行浓缩，所述蒸发器例如强制循环蒸发器、降膜蒸发器、升膜蒸发器、刮面式蒸发器、板式蒸发器以及任何其他类型的合适蒸发器。
可通过本领域中已知的任何合适的技术来执行酶失活，例如加热到足以使酶失活的温度。
可使用任何合适类型的干燥器来执行干燥，所述干燥器例如喷雾干燥器、闪蒸干燥器、环式干燥器、滚筒式干燥器、流化床干燥器或任何其他类型的合适干燥器。干燥通常得到含水量为10重量％或更少的产品。
本发明的第三方面涉及可利用本发明的水解方法获得的水解谷物蛋白。这种水解谷物蛋白的特征在于(例如)其粘度或其沉淀率。
本发明的第四方面涉及包含可利用本发明的水解方法获得的水解谷物蛋白的食品或饲料组合物。该组合物还可包含诸如碳水化合物、脂肪、矿物质、维生素、微量元素等的成分。本发明的组合物可以是粉末、糊剂或液体。所述组合物可为不同的形式，例如粉末、糊剂、液体。本发明的组合物可以被压制形成颗粒。
在一个实施例中，本发明的组合物被压制成颗粒的形式。
本发明的第五方面涉及本发明的组合物在食品和饲料应用中的用途。可将组合物用作蛋白质补充料或用于部分或完全地替代食品和饲料配方中的动物蛋白。
在一个实施例中，可将组合物用于部分或完全地替代犊牛代乳粉配方中的牛奶蛋白。犊牛代乳粉配方是指在犊牛液体饲喂期间用于喂养犊牛的配方。本发明的水解蛋白具有极佳的消化性，并且适用于在犊牛代乳粉摄取期间尤其是在约40℃下于一段足够长的时间内保持悬浮状态。
在另一个实施例中，将组合物用作鱼饲料中的蛋白质来源。鱼饲料组合物通常包含蛋白质、油、粘合剂、抗氧化剂、维生素，有时还包含碳水化合物。
在另一个实施例中，将组合物用于特种饲料中。这些饲料尤其针对年幼的宠物和出于商业目的而饲养的仔畜(例如仔猪)；针对患病的动物或正处于疾病恢复期的动物，或针对年岁大的动物。这些特种饲料必须具有很高的营养价值且易于消化。如本发明所述，本发明的水解方法为具有极佳消化性的水解谷物蛋白。
本发明将通过下述实例来加以说明。
实例
实例1：用于制作水解小麦蛋白的连续平推流法
根据以下方式将活性小麦面筋液化：提供由常见的小麦植株产生的活性小麦面筋(VWG)(37℃且pH5.8下，干物质为30％)。按序(in-line)添加下述酶：
1.2TS(AB酶制剂公司(ABenzymes))：酶与VWG干重的重量比为0.022％
2.480LS(诺维信公司(Novozymes))：酶与VWG干重的重量比为0.06％
3.Sep(AB酶制剂公司(ABenzymes))：酶与VWG干重的重量比为0.03％
活性小麦面筋和酶的组合物经由4阶段单螺杆泵以400L/h的流速供应至一装置，在该装置中，组合物首先被加热至50℃。使用的加热介质为60℃的水。使用静态加热混合器(SMRDN150plus，序列号CT-1810)进行加热。然后使用静态混合器(具有3个SMXDN50混合元件、7个SMXDN65混合元件和10个SMXplusDN80混合元件的SulzerSMXTMplusDN80型静态混合器)来混合组合物。然后，使用以1500rpm运转、且端速为11m/s的高剪切在线混合器(TyphoonHSI20，配备有2个DT混合刀片、11千瓦的电机)将组合物均匀化。
然后使用直接蒸汽喷射(HydroThermal加热器M103/03)，供给最大压力为12bar的蒸汽，以这样的方式将离开连续平推流液化步骤的产品加热至71℃；然后通过流经隔热的保持线圈(DN250，22.5m长)进行温育，使得温育时间为大约3小时。
将温育产品的样品冷冻干燥，并进行分析：
水解度：4.8％(db)
蛋白质消化率：99.2％
沉淀率：pH6.2时为170/200
分析水解蛋白的方法
水解度：OPA法(Shmidt，D.G.，Tobben，A.J.P.M.(美国预防医学杂志)，VMT.19期，13-15页，1993年)
蛋白质消化率：根据如Dierick和Hendrickx(1990)描述的体外消化性试验。
沉淀率：使用磁力搅拌器搅拌放置于500mL烧杯中的温度为45℃的12g湿产品(30重量％的干物质)和188g去矿质水，直至所有产品均处于悬浮状态。使用0.1NNaOH将pH值调节至6.2。将停止搅拌的烧杯放入水浴(水温40℃)中，直至悬浮液的温度为40℃。将悬浮液从水浴中取出，摇动，然后放入英霍夫式锥形管。2分钟后读取悬浮液与水的分离程度。
实例2：用于制作水解小麦蛋白的连续平推流法
提供由常见的小麦植株产生的活性小麦面筋(38℃且pH5.7下，干物质为30％)。添加与实例1中相同的酶和酶剂量。对面筋和酶的组合物施加与实例1中相同的液化条件。
使用直接蒸汽喷射(HydroThermal加热器M103/03)，供给最大压力为12bar的蒸汽，以这样的方式将离开连续平推流液化步骤的产品加热至71℃；然后在1小时内将产品收集到700升的搅拌容器中，并在3小时内进行温育，同时将温度保持在70℃。
温育2小时后取出第一样品(A)，并在温育3小时后取出第二样品(B)。将样品冷冻干燥，并进行分析：
样品 水解度(％) 沉淀率
A 4.9 170/200
B 5.2 180/200
实例3：用于制作水解小麦蛋白的方法
提供由常见的小麦植株产生的活性小麦面筋(37℃且pH5.5下，干物质为30％)。按序添加亚硫酸氢钠(西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)，Cat24，397-3)，使得亚硫酸氢钠与VWG干重的重量比为0.06％。为方便起见，将亚硫酸氢钠稀释为10％的水溶液。
活性小麦面筋和添加剂的组合物经由4阶段单螺杆泵以400L/h的流速供应至一装置，在该装置中，采用57℃的水作为加热介质将组合物从37℃预热至47℃。使用静态加热器/混合器(SulzerSMRDN150plus，序列号CT-1810)进行加热。然后使用静态混合器(具有3个SMXDN50混合元件、7个SMXDN65混合元件和10个SMXplusDN80混合元件的SulzerSMXTMplusDN80型静态混合器)来混合组合物。然后，使用以1500rpm运转、且端速为11m/s的高剪切在线混合器(TyphoonTMHSI20，配备有2个DT混合刀片、11千瓦的电机)将组合物均匀化。
使用直接蒸汽喷射(HydroThermal加热器M103/03)，供给最大压力为12bar的蒸汽，以这样的方式将从连续平推流液化装置出来的产品加热，以将温度保持在45℃至50℃的范围内；然后在30分钟内将产品收集到700升的搅拌容器中。产品收集结束10分钟后，添加下述酶：
1.2TS(AB酶制剂公司(ABenzymes))：酶与VWG干重的重量比为0.026％
2.480LS(诺维信公司(Novozymes))：酶与VWG干重的重量比为0.07％
3.Sep(AB酶制剂公司(ABenzymes))：酶与VWG干重的重量比为0.035％
搅拌10分钟之后，从槽中取出2升样品，在温度为70℃的搅拌容器中以实验室规模进行温育。
将温育产品的样品冷冻干燥，并进行分析：
温育2小时后的水解度：5.6％
温育3小时后的水解度：6.6％

Claims (16)

1.一种用于液化一种或多种谷物蛋白的方法，包括以下步骤：
a)提供包含一种或多种谷物蛋白的组合物，所述组合物是一种或多种粘弹性团块的形式，且具有占所述组合物5至40重量％的干物质，所述谷物蛋白为源自常规小麦淀粉面筋分离步骤的活性小麦面筋；然后
b)将一种或多种水解酶和/或加工助剂添加到所述组合物中；然后
c)任选地对所述组合物进行预调节；然后
d)使所述组合物均匀化。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于步骤a)的组合物具有占组合物15至38重量％的干物质。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于所述均匀化包括使用具有至少一个转子的设备来进行动态混合，所述至少一个转子在1m/s至100m/s的端速下运行。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述均匀化包括使用具有至少一个转子的设备来进行动态混合，所述至少一个转子在5m/s至20m/s的端速下运行。
5.根据权利要求1-2中任一项的方法，其特征在于水解酶为肽酶。
6.根据权利要求1-2中任一项的方法，其特征在于加工助剂的添加量为0.001重量％至5重量％，基于组合物的干重量。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于所述预调节包括混合、加热、添加加工助剂、调节pH以及它们的组合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述组合物被加热至40℃至55℃的温度。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述加工助剂选自半胱氨酸、谷胱甘肽、亚硫酸氢盐、亚硫酸盐、抗坏血酸、半胱氨酸的盐、谷胱甘肽的盐、抗坏血酸的盐以及它们的组合。
10.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于所述方法是连续平推流法。
11.一种用于制作水解谷物蛋白的方法，包括以下步骤：
i)根据权利要求1至10中任一项所述的方法
ii)任选地对在步骤i)中获得的所述组合物进行预处理
iii)在50℃至85℃的温度下将所述组合物温育至少5分钟的一段时间。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述预处理步骤ii)包括在15分钟或更短的时间内加热至50℃至85℃的温度。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述预处理步骤ii)的所述加热通过直接蒸汽喷射的方式实现。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于所述方法为半分批法或者具有多个反应器的连续法或者连续平推流法。
15.一种可通过权利要求11至14中任一项所述的方法获得的水解谷物蛋白。
16.根据权利要求15所述的水解谷物蛋白在食品和饲料应用中的用途。
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