CN111918562A - 淀粉酶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种淀粉酶组合物，作为食品用途，其不使用可能对人体产生影响的化学物质，并且能够长期稳定地保存淀粉酶。本发明涉及淀粉酶组合物，其含有：包含葡萄糖作为结构单元的糖类、多元醇和淀粉酶。

Description

淀粉酶组合物

技术领域

本发明涉及淀粉酶组合物。

背景技术

β淀粉酶被用于麦芽糖、糖稀的制造，另外，也作为年糕、饼糕、点心等的防止陈化制剂使用。β淀粉酶存在来自大豆、大麦、小麦、甘薯等植物的淀粉酶和来自微生物的淀粉酶。与来自大麦的液状β淀粉酶制剂相比，来自大豆的β淀粉酶耐热性高，即使在约60℃的高温也显示活性，因此能够期待在比来自大豆以外的β淀粉酶更广泛的条件下使用。另外，大豆来源的β淀粉酶在大麦来源的β淀粉酶的1/2的添加量下产生同等的糖化效果，因此期待能够降低酶使用量和成本。

通常，为了维持酶活性或防腐而在液状的酶制剂中添加稳定剂。为了得到高的防腐效果，有时添加苯甲酸、对羟基苯甲酸类、山梨酸等化学物质，但这些化学物质相当于食品用途中限制使用的指定添加物，由于对食品的安全性的关心提高，因此在市场上有被敬而远之的倾向。

为了提高产品的保存稳定性，可以通过在酶制剂中加入氯化钠等盐类来降低水分活性或提高渗透压，从而抑制酶制剂中的微生物的繁殖。但是，在将含有盐类的β淀粉酶制剂用于麦芽糖的制造的情况下，在利用离子交换树脂的纯化工序中盐类有可能产生不良影响，特别是在脱色、脱盐工序中。

专利文献1公开了为了防止蛋白酶引起的自分解和防止水系溶剂中的沉淀而添加多元醇和糖类。然而，提高淀粉酶长期储存稳定性的方法尚且未知。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本特开2017-029129号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于提供一种淀粉酶组合物，作为食品用途，其没有使用可能对人体产生影响的化学物质，并且能够长期稳定地保存淀粉酶。

用于解决课题的手段

本发明人深入研究，结果发现，通过合用多元醇以及包含葡萄糖作为结构单元的糖类，实现了淀粉酶的长期保存稳定性，从而完成了本发明。

即，本发明涉及淀粉酶组合物，其含有：包含葡萄糖作为结构单元的糖类、多元醇和淀粉酶。

包含葡萄糖作为结构单元的糖类及多元醇的配混量的合计优选为70重量％以下。

多元醇优选选自由甘油、山梨糖醇和丙二醇组成的组。

糖类优选为选自由蔗糖、海藻糖、糊精、麦芽糖和麦芽糖醇组成的组中的1种以上。

淀粉酶优选为β淀粉酶。

另外，本发明涉及含有上述淀粉酶组合物的食品添加剂。

另外，本发明涉及含有上述食品添加剂的食品。

另外，本发明涉及淀粉酶的稳定化方法，其包括将淀粉酶、多元醇和包含葡萄糖单元的糖类混合的工序。

发明效果

作为食品用途，本发明的淀粉酶组合物不含可能对人体产生影响的化学物质，并且提高了淀粉酶的长期保存稳定性。另外，本发明的淀粉酶组合物的必须要素是不含盐类，因此不会对麦芽糖制造工序施加负荷。

附图说明

图1表示比较例1～4中的淀粉酶组合物的相对活性(效价残留率)。

图2表示实施例1～3、比较例5～6中的淀粉酶组合物的相对活性(效价残留率)。

图3表示实施例4～7、比较例7中的淀粉酶组合物的相对活性(效价残留率)。

图4表示实施例8～12、比较例7～8中的淀粉酶组合物的相对活性(效价残留率)。

图5表示实施例13、比较例8～13中的淀粉酶组合物的相对活性(效价残留率)。

具体实施方式

<<淀粉酶组合物>>

本发明的淀粉酶组合物含有：包含葡萄糖作为结构单元的糖类、多元醇和淀粉酶。

<淀粉酶>

淀粉酶是将淀粉或糖原等的α-1,4-键切断而生成麦芽糖的酶。淀粉酶进一步分类为α淀粉酶、β淀粉酶、葡糖淀粉酶、异淀粉酶、麦芽糖淀粉酶等。本发明中的淀粉酶没有特别限定，但优选能够制备具有高耐热性的制剂的β淀粉酶。

本发明中淀粉酶的来源没有特别限定，可以举出植物、动物、微生物。其中，由于有过食用经验，并且容易用于食品，所以优选大豆、大麦、小麦、甘薯来源的淀粉酶、Aspergillus属、Bacillus属、Streptomyces属等的微生物产生的淀粉酶，更优选大豆来源的β淀粉酶。大豆来源的β淀粉酶具有优异的耐热性和反应性，因此与大麦来源的β淀粉酶等大豆以外来源的β淀粉酶相比，其可期待在广泛的用途中的有用性。

淀粉酶可以使用从作为来源的植物、动物、微生物中提取的淀粉酶、使用转基因技术大量生产的淀粉酶中的任一种。另外，也可以使用野生型淀粉酶，还可以使用突变型淀粉酶。

作为淀粉酶的获得方法，淀粉酶在来源生物的细胞内蓄积的情况下，将组织和细胞破碎，通过离心分离等得到无细胞提取液。可以将其用作淀粉酶。另外，也可以以无细胞提取液为起始材料，通过盐析法、离子交换色谱法、凝胶过滤色谱法、疏水色谱法、亲和色谱法等各种色谱法等一般的蛋白质纯化法纯化后使用。当由微生物生产淀粉酶时，淀粉酶分泌到细胞外的情况下，可以从培养基中进行纯化。本发明中使用的淀粉酶不限于纯品，也可以是包含于大豆乳清等植物提取物、微生物的无细胞提取液等粗纯化物中的状态。

为了保持高淀粉酶效价，淀粉酶组合物中的淀粉酶的含量优选为30重量％以上，更优选为50重量％以上，进一步优选为70重量％以上，进一步优选为80重量％以上，特别优选为90重量％以上。

<多元醇>

多元醇只要是具有2个以上羟基的醇且能够使水分活性降低的醇即可，没有特别限定。作为多元醇的具体例，可以举出例如甘油、山梨糖醇、丙二醇、聚乙烯醇、季戊四醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇和聚乙二醇等。其中，优选甘油。

淀粉酶组合物中，多元醇的含量优选为30～60重量％，更优选为30～55重量％。低于30重量％时，存在无法使淀粉酶充分稳定化的倾向，超过60重量％时，组合物中的淀粉酶效价被过度稀释。

<包含葡萄糖作为结构单元的糖类>

糖类只要是包含葡萄糖的糖类即可，可以是单糖、二糖、三糖以上的多糖类中的任一种，没有特别限定。二糖类或多糖类是单糖分子通过糖苷键聚合而成的物质，只要是包含葡萄糖作为单糖分子之一的糖类即可，没有特别限定。在二糖类或多糖类情况下，葡萄糖优选α-1,4-键合。作为包含葡萄糖作为结构单元的糖类的具体例子，例如可以举出糊精、麦芽糖、麦芽糖醇、蔗糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖等。其中，优选不含在保存中褐变而使产品品质降低的还原基团的、或还原基团的比例少的糊精、蔗糖、海藻糖、麦芽糖醇等。

淀粉酶组合物中，包含葡萄糖作为结构单元的糖类的含量优选为1～20重量％，更优选为2～15重量％。低于1重量％时，存在无法使淀粉酶充分稳定化的倾向，超过20重量％时，无法提高组合物中的淀粉酶效价。

此外，淀粉酶组合物中，包含葡萄糖作为结构单元的糖类和多元醇的配混量的合计优选为70重量％以下，更优选为60重量％以下，进一步优选为50重量％以下，进一步优选为45重量％以下。超过70重量％时，淀粉酶组合物中含有的淀粉酶浓度降低。为了提高淀粉酶组合物中的淀粉酶浓度，优选包含葡萄糖作为结构单元的糖类和多元醇的配混量的合计量小，但其下限一般为30重量％。

淀粉酶组合物的形态没有特别限定，可以是液体或固体中的任一种。作为液体形态，可以举出水溶液、悬浊液、浆液等。作为固体形态，可以举出粉末、颗粒、片剂等。其中，从成本和操作的观点出发，优选液状形态。以往，液状形态难以维持淀粉酶的酶活性且抑制微生物污染等，但本发明的淀粉酶组合物能够稳定地维持淀粉酶活性。

淀粉酶组合物为液体形态的情况下，淀粉酶组合物的pH优选为4～9，更优选为4.5～7，进一步优选为5～6。低于pH4时，有产生析出物的倾向。超过pH9时，淀粉酶的活性有受损的倾向。淀粉酶组合物的pH可以通过盐酸、硫酸等酸、氢氧化钠、氢氧化钾等碱来调整。

淀粉酶组合物的酶效价没有特别限定，一般优选为1,000～1,000,000单位/g以下。在此，酶效价以在pH5.5/60℃的条件下1小时生成1mg麦芽糖的酶量为1单位。

本发明淀粉酶组合物含有多元醇和包含葡萄糖作为结构单元的糖类，因此能够长期稳定地维持淀粉酶的活性。淀粉酶组合物在40℃保存3个月后，与保存前相比，优选维持70％以上的活性，优选维持80％以上的活性。活性可以通过上述酶效价来评价。

本发明的淀粉酶组合物能够防止组合物中活菌的繁殖。优选即使在40℃保存3个月后活菌也不增殖到10,000个以上。

(组合物的制造方法)

淀粉酶组合物可以通过将各成分以任意顺序混合来制造。也可以将各成分混合后，通过与多孔质材料接触或透过过滤器，进行过滤或除菌。

除了包含葡萄糖作为结构单元的糖类、多元醇和淀粉酶以外，淀粉酶组合物还可以含有任意成分。

<<食品添加剂>>

本发明的食品添加剂的特征在于含有上述淀粉酶组合物。除了淀粉酶组合物之外，食品添加剂还可以含有食品可接受的其它成分。作为这样的其他成分，例如可以举出赋形剂、pH调节剂、酶、增稠多糖类、乳化剂、乳化剂和聚合磷酸盐的混合物、乳制品、提取物类、甜味剂、发酵风味剂、鸡蛋、无机盐类、保藏剂、有机酸、金属类、过滤助剂等。这些成分的含量没有特别限定，可以由本领域技术人员选择任意的量。

作为pH调节剂，例如可以举出抗坏血酸、乙酸、脱氢乙酸、乳酸、柠檬酸、葡糖酸、琥珀酸、酒石酸、富马酸、苹果酸和己二酸，以及这些有机酸的钠(Na)盐、钙(Ca)盐和钾(K)盐；碳酸、磷酸和焦磷酸，以及这些无机酸的Na盐和K盐。

作为酶，可以举出α-淀粉酶、葡糖淀粉酶、支链淀粉酶、异淀粉酶、麦芽三糖酶、环糊精葡糖基转移酶、转葡糖苷酶、葡聚糖酶、葡萄糖异构酶、纤维素酶、木聚糖酶、半纤维素酶、甘露聚糖酶、果胶酶、果胶甲基酯酶、转化酶、乳糖酶、菊粉酶、α-半乳糖苷酶、几丁质酶、壳聚糖酶、藻酸盐裂解酶等其他糖相关酶；蛋白酶、肽酶、胶原酶、谷氨酰胺酶等蛋白质/氨基酸相关酶；脂肪酶、磷脂酶、酯酶等脂质相关酶；其他过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶、脲酶、鞣酸酶、脱氨酶等。

作为增稠多糖类，例如可以举出加工淀粉、胶类、藻酸、藻酸衍生物、果胶、角叉菜胶、凝乳、支链淀粉、明胶、纤维素衍生物、琼脂、罗望子多糖、车前子多糖、葡甘露聚糖等。

作为乳化剂，例如可以举出甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯、卵磷脂、酶解卵磷脂和皂苷等。

作为乳制品，例如可以举出牛奶、脱脂奶粉、全脂奶粉、乳清粉、酪蛋白、奶酪、酸奶、炼乳、发酵乳、奶油等。

作为提取物类，例如可以举出酵母提取物、麦芽提取物等。

作为甜味剂，例如可以举出甜菊、阿斯巴甜、甘草甜素、乙酰磺胺钾、三氯蔗糖、纽甜等。

作为无机盐类，例如可以举出食盐、硫酸铵、硫酸钠、氯化钙、聚合磷酸盐等。

作为保藏剂，例如可以举出丙酸、丙酸盐、亚硫酸盐、苯甲酸盐、山梨酸、山梨酸盐、鱼精蛋白、聚赖氨酸、甘氨酸和乙酸盐。作为盐，可以举出钠(Na)盐、钙(Ca)盐和钾(K)盐等。

<<食品>>

本发明的食品的特征在于，含有上述食品添加剂。本发明的食品优选为谷物加工食品。作为谷物，可以举出米、小豆、黑麦、大麦、荞麦、小麦、甘薯、马铃薯、木薯、葛、玉米、山药、芋头、百合根、莲藕、兵豆、鹰嘴豆、菜豆、豌豆、蚕豆、花生、白花豆、大豆、熟甜豌豆。其中，优选米、小麦的加工食品。作为米加工食品，可以举出米饭、糯米小豆饭、粽子、饭团、寿司、炒饭、年糕。作为小麦加工食品，可以举出面包、蛋糕、点心和面类。

由于淀粉的陈化，谷物加工食品因长期保存而变硬，存在口感降低的倾向。淀粉的陈化由α化淀粉的部分β化引起。淀粉酶从糖链的末端切断作为葡萄糖二聚体的麦芽糖，缩短糖链，防止部分β化，从而防止淀粉陈化。本发明的食品由于含有淀粉酶组合物，因此抑制了淀粉的陈化。

在制造本发明的食品时，配混本发明的食品添加剂的时机没有特别限定，可以在原材料中添加和/或混合食品添加剂后制造食品，也可以在食品的制造过程中配混食品添加剂来使淀粉酶起作用。

在食品的制造方法中包含加热工序的情况下，本发明的食品添加剂可以在加热工序之前添加，也可以在加热工序之后添加。当在加热工序之前添加的情况下，淀粉酶在加热工序之前起作用，并且在加热之后长期保持防止陈化效果。当在加热工序后添加时，在食品制造后长期保持防止陈化效果。

添加本发明的食品添加剂时的温度优选为4～70℃，更优选为25～65℃，进一步优选为50～60℃。在使用来自大豆的β淀粉酶的情况下，由于耐热性高，因此可以在例如60℃以上的高温条件下发挥作用。另一方面，为了在达到防止陈化效果的同时降低淀粉酶的添加量，优选在食品成为低温后添加本发明的食品添加剂。

本发明的食品也可以在配混本发明的食品添加剂后保存。保存温度优选为-80～30℃。其中，冷藏时的保存温度优选为-20～0℃，更优选为-10～-4℃。冷藏时的保存温度优选为0～10℃，更优选为0～4℃。室温保存的保存温度优选为15～25℃。通过淀粉酶的作用，能够防止淀粉中的陈化，即使在低温保存食品后也能够维持口感。

<<淀粉酶的稳定化方法>>

本发明的淀粉酶稳定化方法包括将淀粉酶、多元醇和包含葡萄糖单元的糖类混合的工序。淀粉酶、多元醇和包含葡萄糖单元的糖类如上所述。淀粉酶、多元醇和包含葡萄糖单元的糖类的混合顺序没有特别限定。

[实施例]

下面，列举实施例对本发明进行说明，但本发明并不限于以下的实施例。下文中，除非另有说明，“份”或“％”分别表示“重量份”或“重量％”。

(1)使用材料

大豆乳清(昭和产业株式会社)

甘油(阪本药品工业株式会社:食品添加剂甘油RG)

糊精(松谷化学工业株式会社:Max1000)

山梨糖醇(上野制药株式会社:山梨糖醇上野20M)

麦芽糖(株式会社林原:SUNMALT S)

麦芽糖醇(富士胶片和光纯药株式会社)

助滤剂：

TOPCO珍珠岩#54(TOKO PERLITE INDUSTRY Co.,Ltd.)

KC FLOCK W-100(内外制粉株式会社)

(2)淀粉酶组合物的制备

在大豆乳清加入重量比为0.3％的TOPCO珍珠岩#54和KC FLOCK W-100，通过压滤机进行澄清过滤，将过滤后的样品用UF膜(达纤膜(DAICEN MEMBRANE)公司制FS10-FS-FUY03A1)进行浓缩，得到液状的大豆乳清浓缩物。

将大豆乳清浓缩物、多元醇、包含葡萄糖单元的糖类以表1～5中记载的比例混合，添加氢氧化钠溶液，调整pH5.2后，搅拌1小时。使用TOPCO珍珠岩和KC FLOCK W-100对搅拌后的样品进行澄清过滤。过滤样品使用0.2μm过滤器(东洋滤纸株式会社：C020A047A)进行除菌，得到淀粉酶组合物。

(3)β淀粉酶活性的测定

对于刚制造后的淀粉酶组合物以及在40℃保管了0.5个月、1个月、2个月、3个月的淀粉酶组合物，用下述方法测定活性，算出刚制造后的活性为100％时的相对活性。其结果如图1～5所示。

β淀粉酶活性通过使用3,5-二硝基水杨酸的定量法(DNS法)测定还原糖。作为试验方法，在含有磷酸缓冲液的9ml的pH5.5的1.1％葡萄糖底物溶液中加入1ml淀粉酶组合物，在60℃使其反应30分钟。反应开始30分钟后，将1ml该反应溶液添加到3ml的DNS溶液中，进行15分钟的煮沸。煮沸后冷却至室温后，加入蒸馏水定容至25ml，测定550nm的吸光度。由得到的吸光度由标准曲线算出被还原的葡萄糖浓度，将pH5.5/60℃的条件下1小时生成1mg的麦芽糖的酶量定义为1单位。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

【表5】

在图1中，甘油浓度为35～50％(比较例1～2)时，40℃的酶稳定性低，在40℃保存3个月后相对活性大幅丧失。甘油浓度为60～70％(比较例3～4)时，由于水分含量降低，因此能够维持相对活性，但在组合物中不能使淀粉酶为高浓度。

在图2中，通过在50％甘油中合用10％包含葡萄糖作为结构单元的糖类，可以大大改善淀粉酶的稳定性(实施例1～3)。仅60％甘油(比较例5)、50％甘油和10％山梨糖醇合用(比较例6)时，淀粉酶保存稳定性比含有以葡萄糖为构成单位的糖类的试验区的稳定性低。

在图3中，在甘油50％中合用2.5～10％包含葡萄糖作为构成单位糖类时，可以大大改善淀粉酶的稳定性(实施例4～7)。

在图4中，在甘油40％中合用2.5～12.5％的包含葡萄糖作为构成单位糖类的条件下，可以使组合物中的淀粉酶为高浓度，并且还可以改善淀粉酶的稳定性(实施例8～12)。

在图5中，在40％甘油中合用10％包含葡萄糖作为结构单元的糖类的条件下，能够改善淀粉酶的稳定性(实施例13)。在单独使用甘油或包含葡萄糖作为结构单元的糖类的条件下，淀粉酶的稳定性低(比较例8～13)。

(4)淀粉酶组合物中的活菌数

对于刚制造后的淀粉酶组合物以及在40℃保存了0.5个月、1个月、2个月、3个月的淀粉酶组合物，通过下述方法测定组合物中的活菌数。将该结果列于表6。

称量25ml淀粉酶组合物，加入225ml生理盐水稀释10倍，并充分混合。用磷酸缓冲液，由10倍稀释的淀粉酶组合物制成10³～10⁶倍的稀释系列。将1ml经稀释的各溶液放入直径90mm的平板中，添加15～20ml的Tryptone Glucose Yeast Extract培养基(46℃±1℃)进行混合，制成平板。对于各稀释溶液，以n＝2测定活菌数。将平板在30℃±1℃温育72小时，并计数平板上出现的菌落数。

另外，菌落数在稀释率最高的平板中超过300CFU时，仅计数该稀释倍率的平板。菌落数低于30CFU时，仅计数稀释率最低的平板。在30～300CFU的情况下算出2种稀释率下的平均值。

【表6】

在实施例13中，经过3个月后也未发现细菌的增殖。比较例9～13中细菌发生增殖。比较例8中，如图5所示，淀粉酶的稳定性低，但未发现菌的增殖。

Claims (8)

1.一种淀粉酶组合物，其含有：包含葡萄糖作为结构单元的糖类、多元醇和淀粉酶。

2.根据权利要求1所述的淀粉酶组合物，其中，包含葡萄糖作为结构单元的糖类及多元醇的配混量的合计为70重量％以下。

3.根据权利要求1或2所述的淀粉酶组合物，其中，多元醇选自由甘油、山梨糖醇和丙二醇组成的组。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的淀粉酶组合物，其中，糖类为选自由蔗糖、海藻糖、糊精、麦芽糖和麦芽糖醇组成的组中的1种以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的淀粉酶组合物，其中，淀粉酶为β淀粉酶。

6.一种食品添加剂，其含有权利要求1～5中任一项所述的淀粉酶组合物。

7.一种食品，其含有权利要求6所述的食品添加剂。

8.一种淀粉酶的稳定化方法，其中，所述方法包括混合淀粉酶、多元醇和包含葡萄糖单元的糖类的工序。

Images