CN1082340C - 脱氨氧化酶在焙烤方面的应用 - Google Patents

Abstract

含脱氨氧化酶如胺氧化酶或L-氨基酸氧化酶的面团改善或面包改善组合物，以及这种组合物在制作面团和焙烤制品方面的应用。

Description

脱氨氧化酶在焙烤方面的应用

本发明涉及含酶的面包改善或面团改善组合物以及使用这种组合物制作面团和/或焙烤制品的方法。

在面包制作过程中，已知若在发酵面团中加入面包改善和/或面团改善添加剂，则尤其可改善面包的结构、体积、味道和新鲜度，并可改善面团的机械加工性。

近几年来，已应用一些酶作为面团和/或面包改善剂，特别是应用对面团中存在量大的组分起作用的酶。这类酶的实例属于淀粉酶、蛋白酶、葡糖氧化酶和纤维素酶，包括戊聚糖酶(pentosanase)。

EP321811和EP338452公开了将葡糖氧化酶与其它酶(巯基氧化酶、半纤维素酶、纤维素酶)结合用于焙烤。葡糖氧化酶催化β-D-葡萄糖与氧的氧化反应，由该反应生成D-葡糖酸-1，5-内酯和过氧化氢。

脱氨酶，即能从某些含胺底物除去胺基的酶，广泛存在于自然界中，已发现它们可通过包括动物、植物和微生物的多种有机体来产生。这类酶催化含胺的底物、水和氧的反应，导致该底物脱氨，并且生成过氧化氢。脱氨酶可能含铜或FAD。迄今描述得最多的脱氨酶是胺氧化酶和氨基酸氧化酶。

以前从未有人建议将脱氨氧化酶用于焙烤方面。

本发明的目的是应用脱氨氧化酶来改善面团和/或焙烤制品的性质。

因此，本发明的第一方面涉及含脱氨氧化酶的面包改善和/或面团改善组合物。

本文的术语“面包改善组合物”和“面团改善组合物”表示这种组合物，即除了酶组分外还包括常用于焙烤以改善面团和/或焙烤制品的性质的其它物质。下文将会给出这类组分的实例。术语“脱氨氧化酶”表示能催化含胺底物的胺基的氧化脱除同时生成过氧化氢的任意酶。

不受任何理论的限制，现在预期当在用于制作焙烤制品的面团中加入有效量脱氨氧化酶后，它可对面团组分产生氧化作用，由此例如可改善面团和/或焙烤制品中面筋结构的强度，因而可改善面团的强度、流变学性质和加工性质。

更确切地说，当该酶催化而使面粉或其它面团组分中的含胺化合物脱氨且产生过氧化氢时，就认为达到了该氧化效果。面粉含大量伯胺基。

本文中，术语“改善的性质”表示可通过有效量脱氨氧化酶的作用而改善的任何性质。除了或者由于上述面筋增强效果，已发现应用脱氨氧化酶可导致焙烤制品体积的增大(参看下文的实施例)及其震动稳定性的改善。还有，预计通过应用有效量的脱氨氧化酶，可改善焙烤制品的面包瓤结构和柔软性，并提高面团的强度、稳定性和减小其粘性，因而可改善面团的机械加工性。当应用低质量面粉时，这种对面团的效果特别好。这种改善的机械加工性对于工业化加工的面团来说尤为重要。应懂得，所用的有关脱氨酶的术语“有效量”指导致实现改善的性质的量。

对于改善的性质是这样评价的，即通过与未加本发明的脱氨氧化酶时制作的面团和/或焙烤制品进行比较。

本发明的第二方面涉及面团和/或由面团制作的焙烤制品的制作方法，该方法包括：在面团和/或面团的任意组分和/或面团组分的任意混合物中加入任选存在于面包改善或面团改善组合物中的脱氨氧化酶。

本发明的其它方面涉及分别用本发明方法生产的面团和焙烤制品以及含脱氨氧化酶的预混合物。在本文中，术语“预混合物”应理解为它的常规含义，即焙烤用发面剂的混合物，它一般包括面粉，该混合物不但可用于工业面包焙烤厂/装置，还可用于零售面包铺。

本发明的最后方面涉及脱氨氧化酶在制作面团和/或焙烤制品方面的应用。

如上面本发明背景中所述，业已发现脱氨氧化酶存在于一些不同的有机体中，包括动物、植物和微生物如真菌(丝状真菌或酵母)或细菌。对于用于本发明的脱氨氧化酶的来源要求不严格，只需能改善面团和/或焙烤制品的性质即可。因此，本发明的面团和/或面包改善组合物中的脱氨氧化酶可以是上述任意来源。

用于本发明的脱氨酶可以是胺氧化酶，即这种酶：它能催化含胺底物的氧化脱氨反应并伴随消耗氧和水而产生过氧化氢。现在认为任何胺氧化酶都可用于本目的。该胺氧化酶可以是哺乳动物来源的或微生物来源的，如细菌或真菌来源，并且可通过重组DNA技术而生产。该胺氧化酶例如可得自由D.S.Robinson和N.A.M.Eskin编辑、Elsevier Science Publishers Ltd，1991出版的书“Oxidative En-zymes in Foods”中pp.94-97的表2提到的任意来源或任何种类，例如甲胺氧化酶，单胺氧化酶等等。

该胺氧化酶可以是赖氨酰氧化酶，即能使赖氨酰氧化脱氨的酶。

该胺氧化酶可以是苄胺氧化酶，例如得自如真菌(丝状真菌或酵母)来源的微生物来源。该苄胺氧化酶可得自毕赤酵母属(Pichia)，例如巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)，也可以是例如由Tur，S.S.和Lerch，K.在FEBS letters，vol.238，No.1，September 1988，pp.74-76中描述的酶。

在优选的实施方案中，脱氨酶是L-氨基酸氧化酶(E.C.1.4.3.2)。该氨基酸氧化酶可对于一种或多种氨基酸表现出活性，这类氨基酸如L-精氨酸、L-赖氨酸、L-蛋氨酸、L-天冬酰胺、L-苯丙氨酸、和L-亮氨酸、L-丝氨酸、L-半胱氨酸、L-甘氨酸、L-谷氨酰胺、L-组氨酸、L-色氨酸、L-酪氨酸、L-缬氨酸、L-苏氨酸、L-脯氨酸、L-异亮氨酸、L-天冬氨酸、L-谷氨酸、和L-丙氨酸。优选地，该氨基酸氧化酶对小麦中的一种或多种氨基酸、优选是小麦中的游离氨基酸表现出活性。

该L-氨基酸氧化酶例如可得自植物或动物(这类酶的实例给出于上面所引的专著“Oxidative Enzymes in Foods”的pp.94-97的表2中)或者可得自微生物(真菌的或细菌的)来源。细菌的L-氨基酸氧化酶实例包括由Koyama H.在Agric.Biol.Chem.，1988，52(3)，743-78中描述的棒状杆菌(Corynebacterium)L-氨基酸氧化酶和可得自保藏菌株DSM 2762的Cryptococcus laurentii L-氨基酸氧化酶。合适的真菌L-氨基酸氧化酶例如可得自脉孢菌属(Neurospora)菌株，如由Niedermann等在J.Biol.Chem.，1990，265(28)，17240-17251中描述的粗糙脉孢菌(N.crassa)，或者得自木霉属(Trichoderma)菌株，如描述于WO 94/25574中的T.harzianum。

该T.harzianum L-氨基酸氧化酶能氧化宽范围的氨基酸，例如L-赖氨酸、L-精氨酸、L-蛋氨酸、L-天冬酰胺、L-苯丙氨酸和L-亮氨酸。

该脱氨氧化酶可应用任何合适的技术得自所述有机体。例如，应用本领域已知的重组DNA技术可得到脱氨氧化酶制剂。这类方法一般包括在培养基中培养用重组DNA载体转化的宿主细胞，该DNA载体能表达和携带编码所述脱氨氧化酶的DNA序列，是在允许表达该酶的条件下培养的；然后从培养物中回收该酶。该DNA序列可以是基因组、cDNA或合成来源的或是它们的任意混合物，并且可按本领域已知方法分离或合成。该脱氨酶还可从有机体或其能自然生产该酶的相关部分提取。

待含于本发明的面包改善和/或面团改善组合物中的脱氨氧化酶可呈适于所述应用的任意形式，例如呈干粉或粒子的形式，特别是无尘粒子；呈液体形式，特别是稳定化液体；或呈保护的酶形式。粒子可用例如US4,106,991和US4,661,452(二者均被授予Novo In-dustri A/S)中公开的方法生产，并可任选用本领域已知方法涂覆。液体酶制剂例如可通过加入营养上可接受的稳定剂来稳定化，这类稳定剂例如有现有方法中用到的糖、糖醇或其它多元醇、乳酸或其它有机酸。保护的酶可按EP238,216中公开的方法制备。

一般地，若要包括于预混合物或面粉中，则该脱氨氧化酶制剂最好呈干制品如无尘粒子的形式，但若要包括于液体中，则最好呈液体形式。

本发明的面包和/或面团改善组合物可进一步包括一种或多种其它酶。其它酶的实例有纤维素酶，半纤维素酶，如戊聚糖酶(适用于戊聚糖的部分水解，可提高面团的延伸性)，脂肪酶(适用于面团或面团组分中脂质的改性以便软化面团)，其它氧化酶，如葡糖氧化酶、过氧化物酶(适用于改善面团稠度)，蛋白酶(适用于减弱面筋的筋力，尤其是当应用硬质小麦面粉时)，肽酶和/或淀粉酶，如α-淀粉酶(适用于提供可由酵母发酵的糖)。其它的酶优选以达到面团和/或焙烤制品的所需性质的有效量存在。

其它的酶组分优选是微生物来源的，并且可通过前述用于本领域的惯常技术获得。

这类面团改善和/或面包改善组合物还可包括另加的所述脱氨酶的底物。例如，当该脱氨酶是L-氨基酸氧化酶时，则该面团改善和/或面包改善组合物最好包括一种L-氨基酸，例如前述任意L-氨基酸，优选按待用的L-氨基酸氧化酶的底物特异性选择。脱氨酶的底物用量应足以使与该酶的反应充分进行而产生所需的改善性质，如改善的面筋强化作用。所以，如果存在的话，脱氨酶的底物呈有效量存在。

除了其它酶组分或其替代物之外，面团改善和/或面包改善组合物可包括常用的焙烤用发面剂，例如一种或多种下列组分：奶粉(赋予表层颜色)，面筋(改善筋力弱的面粉的气体保持能力)，乳化剂(改善面团延伸性并在一定程度上改善所得面包的稠度)，粒状脂肪(用于面团软化和改善面包的稠度)，氧化剂(加入以强化面筋结构；例如抗坏血酸、溴酸钾、碘酸钾或过硫酸铵)，氨基酸(如半胱氨酸)，糖，以及盐(如氯化钠、乙酸钙、硫酸钠或硫酸钙，使面团更坚实)，面粉或淀粉。

合适的乳化剂实例有甘油单酯或甘油二酯，甘油单酯或甘油二酯的二乙酰酒石酸酯，脂肪酸的糖酯，脂肪酸的聚甘油酯，甘油单酯的乳酸酯，甘油单酯的乙酸酯，聚氧乙烯硬脂酸酯，磷脂和卵磷脂。

面团中包括的本发明的面包改善和/或面团改善组合物量一般为0.01-5％，特别是0.1-3％。

按本发明的方法，其中脱氨氧化酶被用于制作面团和/或焙烤制品，该酶可原样加入制作面团的混合物。也可将脱氨氧化酶作为前述面团改善和/或面包改善组合物的组分加入。

待用于本发明方法中的脱氨氧化酶的量应适于所述面团的性质和组成、待达到的所需改善性质的程度以及所用的脱氨氧化酶性质。一般地，每kg面粉中加入的该酶制剂量相当于0.01-1000mg酶蛋白，优选为0.1-100mg酶蛋白，更优选为0.1-10mg酶蛋白。因此，在本发明的面包改善或面团改善组合物中包括的脱氨酶的有效量，在多数情况下相当于上述每kg面粉中的酶蛋白量。

就酶活性而言，对面团和/或焙烤制品产生所需改善效果时给定的脱氨氧化酶的适当用量将取决于所述酶和酶底物。技术人员知道如何确定适当的酶单位用量。例如，对于下述实施例中应用的Tri-choderma harzianum L-氨基酸氧化酶，合适的用量范围是1-5000单位/kg面粉，如10-2000单位/kg面粉，更优选为25-1000单位/kg面粉，或50-1000单位/kg面粉。

当按本发明加入一种或多种其它酶活性时，这些活性可分别地或与脱氨氧化酶制剂一起加入，任选作为本发明的面包改善和/或面团改善组合物成分。其它的酶活性可以是任意上述酶，其用量可根据现有的焙烤经验产生所需效果来确定。

类似地，当按本发明的方法加入脱氨酶底物时，该底物可分别地或与脱氨氧化酶制剂一起加入，任选作为本发明的面包改善和/或面团改善组合物成分。

如前所述，可将该脱氨氧化酶加入面团组分的任意混合物，加入面团，或加入面团中要包括的任意组分中；换言之，该脱氨氧化酶可在面团制作的任何步骤中加入，且适当时可在一步、两步或多步中加入。

面团和/或焙烤的加工可按关于所述面团和/或焙烤制品的任何合适的方法进行，一般包括如下步骤：揉和面团，将面团进行一次或多次醒发成形处理，再在适当的条件即适当的温度和足够的一段时间下焙烤该制品。例如，可采用下列方法制作面团：一般的直接面团法、发面头法、隔夜面团法、低温和长时间发酵法、冷冻面团法、Chor-leywood Bread法、或发面团法(the Sponge and Dough process)。

按本发明的方法制作的面团和/或焙烤制品一般基于小麦粉或面粉，任选组合有其它类别的粗粉或面粉如玉米粉，黑麦粗粉，黑麦粉，燕麦粉或粗粉，大豆粉，高梁粗粉或高梁粉，或者土豆粗粉或土豆粉。

本文中的术语“焙烤制品”包括从柔软的或卷紧的面团制作的任何制品。不论是白色、浅色还是深色类型，可方便地按本发明的方法生产的焙烤制品的实例有：面包(特别是白色、全麦粉或黑麦面包)，通常为枕形面包或面包卷，法式狭长方形面包，pita面包，油炸三明治，饼，薄烤饼，面包干，瑞典的黑麦面包干等形式。

本发明的面团可以是上述任何类型，可以是新鲜的或冷冻的。

上述公开的内容清楚地表明，本发明的面团通常是加了膨松剂的面团或待膨松处理的面团。可对面团进行各种膨松处理，例如通过加入碳酸氢钠等等或者通过加入膨松剂(发酵面团)，但优选是通过加入合适的酵母培养物如啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)(面包酵母)培养物对面团进行膨松处理。可应用任何可商购的啤酒酵母菌株。

如前所述，本发明还涉及有关面团和/或从面团制作的焙烤制品的预混合物，例如呈面粉组合物的形式，该预混合物包括脱氨氧化酶。该预混合物可这样制备，即：将脱氨氧化酶制剂或含脱氨氧化酶的本发明的面包改善和/或面团改善组合物与合适的载体如面粉、淀粉、糖或盐混合。该预混合物可包含其它面团改善和/或面包改善添加剂，例如前述包括酶在内的任意添加剂。

本发明的又一方面涉及脱氨酶的应用，特别是有效量的脱氨酶如胺氧化酶或L-氨基酸氧化酶的应用，用于改善面团的性质和/或由面团制作的焙烤制品的性质。脱氨氧化酶的类型以及它可被应用的方式在前面已有详述。

本发明的最后一个方面涉及脱氨氧化酶在制作面食制品的面团方面的应用，这种面团优选从硬质小麦粉或相当质量的面粉制作。可应用惯常技术制作面团，且所用的脱氨氧化酶用量与前述相似。该脱氨氧化酶可以是前述任何类型且优选是胺氧化酶或L-氨基酸氧化酶。预计当用于制作面食制品时，该脱氨氧化酶能强化面筋结构，因而减小面团粘性并提高面团筋力。

本发明可通过参照附图而得以进一步阐释，其中

图1示出4种不同面团的面筋中动态剪切储能模量G′，所述面团以下列符号和字母表示：□(A)：未加性质改进剂的面团(＝对比物)◇(B)：含有120ppm L-精氨酸的面团。(C)：含有120ppm L-精氨酸和600单位得自Trichodermaharzianum的L-氨基酸氧化酶/kg面粉的面团。△(D)：含有60单位得自Trichoderma harzianum的L-氨基酸氧化酶/kg面粉的面团。

图2示出4种不同面团的面筋中粘弹相角δ，所述面团以图1中相同的符号和字母表示。

原料和方法L-氨基酸氧化酶活性的测定

在氧气存在下于pH8.5和室温下将该酶与L-精氨酸-起培养。由此产生的过氧化氢通过与过量的ABTS(2，2′-连氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸))和过氧化物酶混合而测定。在总的固定反应后于595nm处测定的产生的蓝绿色是过氧化氢浓度的函数。从过氧化氢标准计算单位数。一个单位指在标准条件下每分钟形成1μmol过氧化氢时酶的量。面团和面包的测试

按本发明，在面团和面包中加入脱氨氧化酶的效果可用下列方法测试：面包的制作配方：  水                                   60％小麦面粉                             100％酵母                                 4％盐                                   1.5％糖                                   1.5％

小麦面粉是Meneba 964型面粉。操作步骤：1.面团混合(螺旋式混合机)

在700RPM下3min.

在1400RPM下3.3min.

由熟练的面包师确定和调节混合时间以便在应用的试验条件下得到最佳面团稠度。2.第一次醒发成形：30℃-80％RH，15min.3.称量和成形；4.最后醒发成形：32℃-80％RH，45min.制作面包卷，55min.制作枕形面包；5.焙烤：230℃，22min.制作面包卷和35min制作枕形面包。

面团和焙烤制品的评估

面团和焙烤制品可按下列方法评估：

枕形面包比容：运用通常的菜籽法测定4个枕形面包体积的平均值。计算以每g面包的体积ml数表示的比容。将对比物(未加酶)的比容定义为100。相对比容指数计算如下：

面包卷比容：按测定枕形面包比容那样测定，唯一不同的是用20个面包卷而不是4个枕形面包。

面团粘性和面包瓤结构可按下列标准进行目视评估：面团粘性：    几乎是液体              1

          太粘                    2

          粘                      3

            正常                   4

            干                     5面包瓤结构：    很差                   1

            差                     2

            不均匀                 3

            均匀/良好              4

            很好                   5

面团延伸性(extrability)和面团弹性由熟练的面包师手工测定。

面包坚实度：面包瓤的柔软性用SMS-Texture分析仪测定。将一个直径为20mm的柱塞压在一片20mm厚的面包片中部。记录以2.0mm/s的速度将柱塞压进面包瓤5mm所需的力，并以此表示面包瓤坚实度。该值越小，则面包瓤越软。每个面包测定4片，采用其平均值。

震动试验：第二次醒发成形后，将盛面团的盘从20cm高处落下。焙烤该面团并测定所得面包的体积。

实施例1用于面筋强化的得自T.harzianum的L-氨基酸氧化酶

给定的面团性质改进剂对小麦面粉面团或面筋面团的强化效果可通过动态流变测定法测定。这些测定结果能反映面团在振荡下的筋力。小麦面粉面团和面筋面团都是粘弹性材料。在振荡测定中，小麦面团和面筋面团的粘弹性可分成两部分，即动态剪切储能模量G′和动态剪切损耗模量G″。损耗模量和储能模量的比值在数值上等于粘弹相角δ的正切。储能模量G′的增大和相角δ的减小指示面团强度更大、弹性更高。

从4种面团的面筋测定动态剪切储能模量G′和粘弹相角δ，这4种面团用不同的性质改进剂按图1的描述中指示的量进行处理。该T.harzianum L-氨基酸氧化酶按WO94/25574中所述方法获得。是在混合面团之前向面粉中加入性质改进剂的。当在32℃下将面粉面团保温1.5小时后从含有性质改进剂的面粉面团洗出面筋。测试结果示于图1和2中。

如图1所示，意外地发现当面团中存在L-氨基酸氧化酶时储能模量G′显著高于没有该酶的对比物。当在面团中加入L-精氨酸时也看到该效应。这表明该面筋，从而还有面团，通过酶的作用而被显著强化。

图2表明，当面团中存在L-氨基酸氧化酶时，则它的粘弹相角δ小于对比物，指示面筋弹性更大的流变性质，于是通过该酶的作用而改善了面团。

实施例2加有L-氨基酸氧化酶焙烤的枕形面包和面包卷

按上面的原料和方法部分中所述那样制作枕形面包和面包卷。L-氨基酸氧化酶是实施例1中描述的那种。

除了标准配方外，还在面团中加入下表规定量的L-精氨酸和抗坏血酸。

得到如下结果：抗坏血酸，ppm          15   15   15   15   15   15L-精氨酸，ppm          15   15   0    0    50   50L-氨基酸氧化酶，U/kg   0    60   0    60   0    60粘性                   4    4.5  4    4.5  4    4.5坚实度                 4    4    4    4    4    3延伸性                 3    2.5  3    2.5  3    2.5弹性                   3    2.5  3    2.5  3    2面包卷比容             100  114  102  109  102  111枕形面包比容           100  111  100  114  99   112受震动的枕形面包       100  106  99   103  97   104

上述结果表明了L-氨基酸氧化酶对面团加工的效果，例如希望的减小了的粘性，以及面包卷和受震动或未受震动的枕形面包大为增大的体积。特别是与未加酶的对比物相比，在震动稳定性方面有显著改进。

实施例3

本实施例中比较了应用L-氨基酸氧化酶与葡糖氧化酶的效果。该L-氨基酸氧化酶是实施例1中描述的那种。所用的葡糖氧化酶是可得自Novo Nordisk A/S的Gluzyme。

除了标准配方之外，在面团中还加入下表规定量的L-精氨酸和抗坏血酸。

得到如下结果：抗坏血酸，ppm          15     15     0      15     0L-精氨酸，ppm          15     15     15     0      0L-氨基酸氧化酶，U/kg   0      30     60     0      0葡糖氧化酶，U/kg       0      0      0      150    150枕形面包比容           100    111    102    106    89受震动的枕形面包       100    108    91     100    80

从上述结果可见，L-氨基酸氧化酶对未受震动和受震动的面包的体积产生比葡糖氧化酶明显更好的效果。还有，未加抗坏血酸时，L-氨基酸氧化酶的效果比用葡糖氧化酶时得到的更好。

Claims (16)

1.包含脱氨氧化酶的面包改善或面团改善组合物。

2.权利要求1的面包改善或面团改善组合物，其中的脱氨氧化酶是胺氧化酶或氨基酸氧化酶。

3.权利要求2的面包改善或面团改善组合物，其中的氨基酸氧化酶是L-氨基酸氧化酶。

4.权利要求3的面包改善或面团改善组合物，其中的L-氨基酸氧化酶可得自脉孢菌属或木霉属的菌株。

5.权利要求2的面包改善或面团改善组合物，其中的胺氧化酶是苄胺氧化酶。

6.权利要求1的面包改善或面团改善组合物，它还包括另一种酶。

7.权利要求1的面包改善或面团改善组合物，它还包括另一种面包或面团改善剂。

8.权利要求1的面包改善或面团改善组合物，它还包括该脱氨氧化酶的另加的底物。

9.面团和/或由该面团制作的焙烤制品的制作方法，该方法包括将脱氨氧化酶加入面团和/或该面团的任意组分和/或该面团组分的任意混合物中。

10.权利要求9的方法，其中的脱氨氧化酶存在于 1-7中任一项定义的面包改善或面团改善组合物中。

11.权利要求9或10的方法，其中脱氨氧化酶的加入量相当于每kg面粉0.01-1000mg酶蛋白。

12.权利要求9的方法，其中将另一种酶、该脱氨氧化酶的底物、或另一种面包改善剂和/或面团改善剂加入面团、面团的任意组分和/或面团组分的任意混合物中。

13.用权利要求9-12中任一项的方法制作的面团或制自面团的焙烤制品。

14.面团的预混合物，它包括脱氨氧化酶或权利要求1-8中任一项的面团改善组合物。

15.脱氨氧化酶作为面团改善剂或面包改善剂的应用。

16.脱氨氧化酶在制作面食制品方面的应用。

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