CN115361880A - 植酸酶获得改善的食物的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及食物领域。本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，和任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品。

Description

植酸酶获得改善的食物的用途
技术领域
本发明涉及食物领域。
背景技术
在世界人口逐渐增长的情况下，对蛋白质的需求也在增加。为了应对这种不断增长的蛋白质需求，有必要研究蛋白质的更广泛应用。另外，希望寻找植物蛋白作为动物蛋白的替代品，因为植物被认为是比动物更可持续的蛋白质来源。由于质地和味道不佳，植物蛋白在食品中的使用仍然受到限制。
包含基于植物的蛋白质的食物通常是涩的并具有相当明显的异味。这限制了基于植物的蛋白质食物在市场上的扩展。
除了获得基于植物的饮料(发酵型和非发酵型)的良好结构并预防脱水收缩，因此在不需要的标记的情况下需要稳定剂如亲水胶体。
本领域中需要改善包含植物蛋白的食物的性质。本专利申请解决了这一需求。
附图说明
图1：不使用植酸酶处理(1)或使用6FTUg/DW的植酸酶处理(2)或使用20FTU/g DW的植酸酶处理(3)的发酵的大豆饮料(上图，A)和发酵的豌豆饮料(下图，B)的目视检查。
图2：与植酸酶一起孵育的豌豆蛋白溶液的目视检查：左瓶—在孵育期间没有添加酶；右瓶—添加了20FTU/g DW的植酸酶。
发明内容
本发明提供了：
-一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品；
-一种用于产生基于植物蛋白的奶酪的方法，其包括将植物蛋白溶液与植酸酶一起孵育并允许所述植酸酶在所述植物蛋白溶液中使蛋白质凝结；
-一种食物产品，其可通过如本文所述的方法获得；
-植酸酶用于改善包含植物蛋白的食物产品的味道、质地和/或口感的用途，优选地以下用途
-用于增加包含植物蛋白的食物产品的具有增加的水结合的凝胶样结构、奶油性、甜味、凝胶性或平滑性，或
-用于减少包含植物蛋白的食物产品的豌豆味、脱水收缩、涩味性或豆腥味，或
-用于减少或增加包含植物蛋白的食物产品的粘度，或
-用于使植物蛋白，优选地豌豆蛋白凝结。
具体实施方式
目前，基于植物蛋白的食物的质地和味道可通过添加稳定剂和增稠剂诸如亲水胶体改善质地或添加调味剂屏蔽异味来获得。
出乎意料地，通过在基于植物蛋白的产品的生产过程中使用植酸酶，可以减少在基于植物蛋白的食物产品中稳定剂、增稠剂或调味剂的使用。优选地，可以完全省略稳定剂、增稠剂或调味剂的使用，使得可以提供清洁标签产品。
因此，由于味道和质地的改善，本发明引起基于植物的食物产品的更大接受度。最少加工的基于植物的食物产品增加了消费者对基于植物的食物替代乳制品的接受度和信任。
令人惊讶的是，植酸酶可以改善基于植物蛋白的食物的味道、质地和/或口感。
贯穿本说明书和所附权利要求，单词“包含(comprise)”、“包括(include)”和“具有(having)”以及诸如“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和“包括(including)”的变形应解释为包含性的。也就是说，这些单词意图传达在上下文允许的情况下可能包含未特别陈述的其他要素或整数。
冠词“一个(a)”和“一种(an)”在本文中用于指一个/种或多于一个/种(即，一个/种或至少一个/种)的冠词语法对象。例如，“一个要素”可意指一个要素或多于一个要素。
在一个方面，本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品。
换句话说，本发明提供了一种用于在包含植物蛋白的食物产品中获得改善的性质的方法、或一种用于减少包含植物蛋白的食物产品中异味屏蔽化合物的量的方法、或一种用于减少包含植物蛋白的食物产品中稳定剂和增稠剂诸如水性胶体的量的方法、或一种用于改善包含植物蛋白的食物产品的接受度的方法、或一种用于改善包含植物蛋白的食物产品的味道、质地和/或口感的方法，任何此类方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品。
短语“包含植物蛋白的食物产品(food product comprising a plant protein)”和“包含植物蛋白的食物产品(“plant protein comprising food product)”在本文中可互换使用并且是指包含至少10％(基于存在于所述食物产品中的所有蛋白质)植物蛋白的食物产品。优选地，包含植物蛋白的食物产品包含至少20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％(基于存在于所述食物产品中的所有蛋白质)植物蛋白。最优选地，包含植物蛋白的食物产品仅或唯一包含(即，基于存在于所述食物产品中的所有蛋白质为100％)植物蛋白并且完全不包含动物蛋白。
短语“包含植物蛋白的溶液(solution comprising a plant protein)"和“包含植物蛋白的溶液(a plant protein comprising solution)”在本文中可互换使用并且是指包含植物蛋白的液体组合物。此种液体组合物例如通过将植物粉或植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物溶解于合适的液体(例如水或缓冲溶液)中(或者根据起始材料的物质状态进行稀释)。包含植物蛋白的溶液中植物蛋白的浓度例如将取决于所需食物产品(例如低蛋白质饮品或高蛋白质饮品)，而且还取决于起始材料。技术人员能够用合适量的植物蛋白制备包含植物蛋白的溶液。植物蛋白溶液中植物蛋白的浓度为至少0.5％(w/w)，优选地至少1％(w/w)，更优选地至少1.5％(w/w)或2％(w/w)，并且最优选地至少2.5％(w/w)。
优选地，本发明的方法由植物粉、植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物开始。在粉、浓缩物或分离物不可用的情况下，技术人员也可以由植物谷物、豌豆、豆类、坚果或种子开始并且根据熟知的方法将它们加工成饮品，所述方法通常涉及步骤如：(i)清洗、浸泡和/或去壳，(ii)研磨起始材料以产生浆料、粉末或乳液，(iii)加热以灭活内源酶，(iv)过滤以去除固体，(v)添加水和任选地糖，(vi)巴氏灭菌，(vii)均质化，和/或(viii)包装、贴标签和/或储存。
包含植物蛋白的溶液的制备可包括温和的(诸如以避免蛋白质降解)加热一定时间和/或搅拌一定时间，以确保粉、蛋白质浓缩物或蛋白质分离物完全溶解并且获得均匀的植物蛋白溶液，之后与植酸酶孵育。
本发明的方法因此可以包括另外的步骤，其包括将粉或粉末溶解以获得包含植物蛋白的溶液。这个溶解步骤通常包括加热和/或搅拌。
可以对“包含植物蛋白的溶液”进行热处理，以减少微生物的量并延长最终食物产品的保质期。合适的热处理为巴氏灭菌或超高温(UHT)处理。
如本文所用，术语“植酸酶”是指能够通过水解植酸/植酸盐来分解植酸/植酸盐(六磷酸肌醇)以便从植酸盐中释放至少一个磷酸基团的酶。
植酸酶在自然界中广泛存在并且已在细菌、酵母、真菌和植物中发现，并且来自这些中任何一种的植酸酶可用于本发明。来自黑曲霉(Aspergillus niger)的真菌酶植酸酶已在商业上用于动物饲料并且也可以用于本发明。编码所述酶的基因已被克隆并且植酸酶已在黑曲霉中过表达。此真菌在允许生产酶的大型发酵罐中以工业规模生长。真菌分泌大量的植酸酶，其可以在一系列过滤和超滤步骤中从生物质中分离出来。随后将所得浓缩的超滤液配制成可用于本发明的稳定的颗粒或液体。
步骤“将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育”在使得植酸酶能够进行其酶促活性的条件下进行。技术人员认识到，用于孵育的条件例如取决于所用的特定酶、酶浓度、时间、温度、pH等。在本发明中，植酸酶通常以至少0.1FTU每克粉、分离物或浓缩物的量掺入；1FTU为植酸酶在pH 5.5和37℃下每分钟从过量植酸钠产生1μmol无机磷的活性。用于确定植酸酶活性的合适方法描述于M.Wyss等人；Biophysical Characterisation of fungalphytases(myo-Inositol hexakisphosphate phosphohydroiase):Molecular size,glycosylation pattern,and engineering of proteolyticresistance.Appl.Envir.Micr.,65(2),359-366,1999中。优选地，植酸以至少0.5、1.0、1.5或2.0FTU每克粉、分离物或浓缩物的量掺入。
将植酸酶添加到包含植物蛋白的溶液中并随后孵育，以便获得植酸酶处理的溶液。也就是说，本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育以获得植酸酶处理的溶液，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品。
步骤“将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育”产生植酸酶处理的溶液。对植酸酶处理的溶液可以进行酶(植酸酶)灭活步骤，例如通过将植酸酶处理的溶液加热到90℃并在90℃下保持15分钟来进行。灭活步骤也可以与热处理步骤组合以减少微生物的量。
植酸酶处理的溶液可以是最终食物产品。这通常是食物产品为饮品或植物乳或饮料时的情况。
如上文所述的方法可以包括任选的将植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品的步骤。其中将植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品的步骤的实例为：
-通过添加乳酸细菌并允许乳酸细菌发酵植酸酶处理的溶液以便获得发酵食物产品来发酵植酸酶处理的溶液，
-将所述植酸酶处理的溶液加工成肉类替代品，
-均质化(例如用于制备搅拌酸奶过程或用于制备饮品)，
-乳化，
-进行固-液分离，或
-将所述植酸酶处理的溶液加工成冰淇淋。
本发明的方法也可以包括添加成分的步骤，诸如
-添加微量营养素诸如维生素或矿物质(例如钙)，
-添加(减少量的)稳定剂或水性胶体，
-添加油，
-添加(减少量的)调味组分，
-添加水果制品。
本发明的方法可以还包括包装食物产品的步骤。
在其一个实施方式中，本发明提供了如本文所述的方法，其中所述方法不包括添加水性胶体或稳定剂，使得可以制备清洁标签产品。
本发明的方法可以用于制备不同类型的食物产品，例如食物产品为
-饮品(即，包含植物蛋白的饮品)，
-发酵食物产品(即发酵的包含植物蛋白的食物产品)，
-冰淇淋(即包含植物蛋白的冰淇淋)，或
-奶酪(即乳制奶酪替代品/非乳制奶酪/基于植物蛋白的奶酪)
饮品的实例为乳，优选地为乳制品替代品(dairy milk alternative)、强化饮品、具有中性或酸性pH的饮品或运动饮品。饮品的另一个实例为奶昔替代品。优选地，饮品为植物饮品。强化饮品例如为蛋白质强化饮品或维生素强化饮品。
发酵食物产品的实例为酸奶，优选地为乳制酸奶替代品(基于植物蛋白的酸奶)或奶酪。
如本说明书中所用，术语“发酵食物产品”是指用乳酸细菌诸如嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)和任选地德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillusdelbruekii subsp.bulgaricus)而且任选地还有其他微生物诸如德氏乳杆菌乳酸亚种(Lactobacillus delbruekii subsp.lactis)、动物双歧杆菌乳酸亚种(Bifidobacteriumanimalis subsp.lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)或由其衍生的任何微生物发酵的产品。除了嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种以外的乳酸菌株通常旨在向最终产品给予各种性质，诸如促进植物群平衡的性质。发酵过程增加了产品的保质期，同时增强并改善了食物产品的可消化性。如今全世界可以发现许多不同类型的发酵乳制品。
如本文所用，术语“酸奶”为通过由乳酸菌发酵乳产生的发酵植物乳制品，也称为“酸奶培养物”。植物乳中(添加的)糖的发酵产生了乳酸，该乳酸作用于植物乳蛋白，使酸奶具有质感。例如，植物乳仅通过特定嗜热乳酸菌(即德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌)进行乳酸发酵来获得，所述嗜热乳酸菌同时培养并被发现以至少1000万CFU(集落形成单位)每克酸奶的量存活于最终产品中。优选地，植物酸奶在发酵后不进行热处理。植物酸奶可以任选地含有其他成分诸如糖或甜味剂、一种或多种调味剂、谷物或营养物质，尤其是维生素、矿物质和纤维。
酸奶涵盖凝固型酸奶、搅拌型酸奶、饮用型酸奶、新鲜酸乳酪(Petit Suisse)、热处理的酸奶和酸奶类产品。优选地，酸奶为搅拌型酸奶或饮用型酸奶。更优选地，酸奶为搅拌型酸奶。
如本文在实验部分中所用的术语“起子培养物组合物”或“组合物”(也称为“起子”或“起子培养物”)是指包含一种或多种乳酸菌的组合物，负责酸化植物乳基料(base)。起子培养物组合物可以是新鲜的(液体)、冷冻的或冻干的。冻干的培养物需要在使用前再生。技术人员能够确定需要添加的起子培养物的量。对于发酵植物产品的生产，以植物乳基料总量的至少0.01重量％的量添加起子培养物组合物。
如本文所用，术语“乳酸菌(lactic acid bacteria)”(LAB)或“乳酸菌(lacticbacteria)”是指产生乳酸作为碳水化合物发酵的主要代谢终产物的食品级细菌。这些细菌通过其共同代谢和生理特征而相关联并且通常为格兰阳性、低GC、耐酸性、无孢子、无呼吸、棒状杆菌或球菌。在发酵阶段，这些细菌消耗乳糖，使得形成乳酸，减小pH并且导致形成蛋白质凝结物。这些细菌因此负责植物乳的酸化和发酵的植物乳产品的质地。如本文所用，术语“乳酸菌(lactic acid bacteria)”或“乳酸菌(lactic bacteria)”包括但不限于属于以下菌属的细菌：乳杆菌属、双歧杆菌属、链球菌属、乳球菌属，诸如德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜热链球菌、乳酸乳杆菌、动物双歧杆菌、乳酸乳球菌、干酪乳杆菌、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)和短双岐杆菌(Bifidobacterium breve)。优选地，所用的培养物组合物包含德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌。
在包含植物蛋白的食物产品中优选改善的性质为质地、味道或口感。
术语“口感”是指由食物或饮品引起的口腔物理感觉，并且与味觉不同。口感为一种基本的感官属性，它连同味道和气味决定了食物产品的整体风味。
术语“味觉”是指当口中的物质与位于口腔(主要在舌头上)的味蕾上的味觉受体细胞发生化学反应时产生或刺激的感知。
术语“质地”是指对食物产品的目视或机械评估。
性质的实例为具有增加的水结合的凝胶样结构、粘度、奶油性、甜味、草味、脱水收缩、平滑性、涩味或豆腥味。
质地性质的实例为具有增加的水结合的凝胶样结构、粘度、平滑性或脱水收缩。
口感性质的实例为奶油性或平滑性。
味道性质的实例为甜味、草味、涩味或豆腥味。
还可以具有组合的性质，例如质地和口感。质地和口感(即，组合的性质)的实例为平滑性。
性质是否得到改善可以容易地通过比较本发明的方法与其中不使用植酸酶但所有其他条件相同的类似方法来确定。与质地、味道或口感相关的一种或多种性质的改善可以例如在布氏应力(Pa*s单位)或剪切应力(Pa单位)的情况下进行绝对测量或例如对于食物产品的所有感官方面由品尝小组更多相对地测量。即，本发明提供了如本文所述的方法，其中所述食物产品与包含植物蛋白的食物产品相比具有改善的性质，所述植物蛋白不是在植酸酶的存在下制备的，但该食物产品已经以其他方式相同地制备。性质的改善为至少2％、3％、5％、10％，例如至少20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或至少90％或95％。将已用植酸酶制备的包含植物蛋白的食物产品的性质的改善与在相同条件下不与植酸酶一起孵育的包含植物蛋白的食物产品进行比较。
优选地，本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品，
其中所述改善的性质为具有增加的水结合的增加的凝胶样结构、减小的粘度、增加的奶油性、增加的甜味、减少的豌豆味、减小的脱水收缩(也称为增加的胶凝性)、增加的平滑性、减少的涩味或减少的豆腥味。
如本文所用，术语具有增加的水结合的凝胶样结构是指含有分散于稀释系统(通常大于80％液体)中的颗粒的固体样结构，其未在稳态下表现出流动。
如本文所用，术语“粘度”是指由于内部摩擦而在粘稠度上变稠、粘稠和半流体的状态。发酵乳产品的粘度的测定是技术人员熟知的。一种广为接受的方法是使用布氏粘度计(Brookfield)。
如本文所用，术语“奶油性”是指其中所述产品给出饱满而奶油般口感的程度(产品不会感觉粗糙，不会干燥并且具有天鹅绒般柔软的外层)。可以例如通过将一勺食物产品(例如酸奶)放在口中来确定。通过抵靠上腭进行咀嚼/滚动运动来操纵产品。
如本文所用，术语“甜味“是指食用富含糖的食物时最常感知到的基础味道。
如本文所用，术语“豌豆味“是指豌豆产品的典型土味或草味和气味。
术语“减少的脱水收缩"和”改善的胶凝性“在本文中可互换使用并且是指液体从凝胶中的排出减少。
如本文所用，术语“平滑性”是指产品平滑而不具有砂砾、谷粒和结块的程度。这可以例如通过提起勺子并评估勺子的背面来判断。
如本文所用，术语“涩味”是类似于由例如在许多水果中发现的丹宁或由蛋白质特别是在酸性环境中引起的干燥、起皱的口感。可以例如通过在吞咽产品后口中存在的涩味后感的程度来确定。
如本文所用，术语“豆腥味”是指豆类的异味。
如本文所用，术语“植物蛋白”是指来自植物来源的任何蛋白质。优选地，植物蛋白为来自谷物、假谷类、豆类、坚果、种子或其他来源诸如椰子、马铃薯、油菜籽或油莎豆的蛋白质。
合适谷物的实例为大麦、福尼奥米(fonio)、玉米、小米、燕麦、黑麦、高粱、画眉草、黑小麦、斯佩耳特小麦、大米或小麦。
合适的仿谷类(pseudograins)的实例为苋菜、荞麦或藜麦。
合适的豆类的实例为羽扇豆、豌豆、鹰嘴豆、豆类(优选地为蚕豆)、花生或大豆。
合适的坚果的实例为杏仁、巴西坚果、腰果、榛子、澳洲坚果、美洲山核桃、开心果或胡桃。
合适的种子的实例为奇亚籽、亚麻籽、火麻仁、南瓜籽、芝麻籽或葵花籽。
植物蛋白可包含蛋白质的共混物，其通过将两种或更多种植物蛋白质类型混合，例如通过将杏仁蛋白质和椰子蛋白质混合或通过将杏仁蛋白质和腰果蛋白质混合来制备。即，在一个实施方式中，包含植物蛋白的溶液包含来自至少2种不同类型的植物的植物蛋白。
如上文所提及的，本发明的方法优选地由植物粉、植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物开始。优选的起始材料尤其取决于存在于特定植物粉、植物蛋白浓缩物或植物蛋白分离物中的蛋白质的量。例如，大米或燕麦粉通常具有低蛋白质浓度，因此优选的是由大米蛋白浓缩物、大米蛋白分离物、燕麦蛋白浓缩物或燕麦蛋白分离物开始。
当使用植酸酶时，本发明的发明人对豌豆蛋白、杏仁蛋白、燕麦蛋白或大豆蛋白显示出多种令人惊讶的改善的性质(在本文实验部分中详述)。
在其一个实施方式中，本发明对豌豆蛋白提供了令人惊讶的改善的性质，因此本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品，
其中所述植物蛋白为豌豆蛋白，并且
(i)其中所述食物产品为饮品并且其中所述改善的性质为增加的奶油性、增加的甜味或减少的豌豆味，或
(ii)其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减少的脱水收缩、减少的粘度、增加的平滑性、减少的豌豆味或减少的涩味。
在又另一个实施方式中，本发明对于杏仁蛋白提供了改善的性质，因此本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品，
其中所述植物蛋白为杏仁蛋白，并且
(i)其中所述食物产品为饮品并且其中所述改善的性质为减少的涩味或改善的口感(更少砂砾样口感)，或
(ii)其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减少的粘度或改善的味道。
在其一个方面，本发明对豌豆蛋白提供了令人惊讶的的结果，因此本发明提供了
在又另一个实施方式中，本发明对于大豆蛋白提供了令人惊讶的改善的性质，因此本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品，
其中所述植物蛋白为大豆蛋白，并且
(i)其中所述食物产品为饮品并且其中所述改善的性质为增加的平滑性或减少的涩味，或
(ii)其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减少的脱水收缩、减小的粘度或减少的豆腥味。
在又另一个实施方式中，本发明对于燕麦蛋白提供了令人惊讶的改善的性质，因此本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品，
其中所述植物蛋白为燕麦蛋白并且其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减小的粘度。
在实验部分内显示植酸酶能够使植物蛋白凝结，如凝结剂(例如凝乳酶)能够使乳蛋白凝结。本发明因此还提供了一种用于产生基于植物蛋白的奶酪的方法，其包括将植物蛋白溶液与植酸酶一起孵育并允许所述植酸酶使所述植物蛋白溶液中的蛋白质凝结。换句话说，本发明提供了一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品，
其中所述食物产品为基于植物蛋白的奶酪并且其中所述改善的性质为增加的奶酪质地。
一些词语和短语(例如“植物蛋白溶液“和”植酸酶“)已经在上文中解释并且也适用于此部分。
术语“乳制奶酪替代品(dairy cheese alternative)”和“非乳制奶酪(non-dairycheese)”或“无乳制奶酪(non-dairy cheese)”或“基于植物蛋白的奶酪(plant proteinbased cheese)”在本文中可互换使用并且是指不包含任何乳制蛋白的奶酪。
植酸酶被允许使存在于植物蛋白溶液中的植物蛋白凝结足够的时间。将植酸酶以至少0.5FTU/g DW的剂量添加到植物蛋白溶液中，但优选地使用至少1或2或5或10或15或20FTU/g DW的剂量添加到植物蛋白溶液中。将所述溶液与所述酶在至少4℃的温度下孵育至少10小时或在至少40℃的温度下孵育1小时，之后加热至95℃以灭活所述酶。
一种用于产生基于植物的奶酪的方法，其通常包括其中分离所得到的(通过植酸酶的作用)固体和液体的步骤，即一种用于产生乳制奶酪替代品的方法，其进一步包括固-液分离步骤。
分离固体与液体的技术是技术人员熟知的并且包括过滤技术或使用干酪布或使用离心机。
上文已描述了植物蛋白的合适实例。在一个优选的实施方式中，植物蛋白为豌豆蛋白。
发酵食物产品(例如酸奶或奶酪)的制备通常包括添加乳酸菌以发酵植酸酶处理的溶液以便获得发酵食物产品的步骤。上文描述了合适的乳酸菌。如果食物产品为发酵食物并且因此在本发明的方法中包括发酵步骤，则在发酵之前或发酵期间添加植酸酶。例如，可以将植酸酶添加到包含植物蛋白的溶液中并且随后孵育以便获得植酸酶处理的溶液并且将乳酸菌添加到所述植酸酶处理的溶液中并且随后允许酸化所述植酸酶处理的溶液以获得发酵食物产品。替代地，将乳酸菌和植酸酶添加到包含植物蛋白的溶液中并且随后孵育以便获得发酵食物产品。如果植物蛋白溶液不包含足够水平的碳源，则可以添加糖以用于培养物生长。糖的合适实例为蔗糖或葡萄糖或乳糖。
上文已描述了任选的步骤，其可以是本发明的方法的一部分。所述酶在制备包含植物蛋白的食物产品中的用途是已知的。作为非限制性实例，提及燕麦乳的生产，其类似于大部分其他植物饮品的生产。所述过程通常以研磨燕麦谷物以破坏外壳开始，然后在温水中搅拌谷物并将其碾磨成浆料。用所述酶处理所述浆料并加热以形成浓稠的液体燕麦基料，其可以进一步加工成最终燕麦饮品或发酵燕麦产品。由α淀粉酶和/或β淀粉酶酶促水解淀粉，从而产生麦芽糊精(液化)，随后通过淀粉葡萄糖苷酶(葡糖淀粉酶)将糊精水解成葡萄糖(糖化)或通过α淀粉酶将糊精水解成麦芽糖(也是糖化)，是熟知的。因此在其一个方面，所述方法的方法还包括将包含植物蛋白的溶液与至少一种淀粉降解酶一起孵育。优选地，所述溶液首先与至少一种淀粉降解酶孵育并且随后与植酸酶一起孵育。合适的淀粉降解酶的实例为α-淀粉酶、β-淀粉酶或葡糖淀粉酶。优选地，本发明的方法还包括将包含植物蛋白的溶液与至少两种(优选地α-淀粉酶和葡糖淀粉酶)或三种淀粉降解酶一起孵育。α-淀粉酶、β-淀粉酶或葡糖淀粉酶为可商购获得的并且因此可由技术人员用于本发明的方法中。优选地，本发明的方法还包括将包含植物蛋白的溶液与至少两种(优选地α-淀粉酶和葡糖淀粉酶)或三种淀粉降解酶一起孵育，使得可以在一个步骤中进行液化和糖化。
本发明的方法可以还包括使用其他酶，例如肽基精氨酸脱亚氨酶(PAD)。
术语蛋白质精氨酸脱亚氨酶和肽基精氨酸脱亚氨酶(PAD)在本文中可互换使用。蛋白质或肽基精氨酸脱亚氨酶属于酶家族(EC3.5.3.15)，其将肽或蛋白质结合的精氨酸转化成肽或蛋白质结合的瓜氨酸。该过程称为脱氨基化或瓜氨酸化。在从精氨酸到瓜氨酸的反应中，精氨酸侧链的末端氮原子之一被氧置换。所述反应使用一个水分子并且产生氨作为副产物(http://en.wikipedia.org/wiki/Citrullination)。而精氨酸在中性pH下带正电荷，瓜氨酸不带电荷。令人惊讶的，发现其中至少部分精氨酸已被转化为瓜氨酸，从而导致具有更少电荷的蛋白质表现出改变的甜味、甘草味、涩味、粉状/粉化、饱满度、稠度和/或可消化性。
肽基精氨酸脱亚氨酶(PAD)可以衍生自任何合适的来源，例如衍生自哺乳动物或微生物来源。用于本发明的PAD有利地衍生自微生物来源，即用于本发明的方法中的PAD为微生物PAD。例如PAD可以衍生自真菌来源，诸如镰刀菌属(Fusarium sp.)，诸如禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、球毛壳菌(Chaetomium globosum)、颖枯壳针孢(Phaesphaerianodorum)，或衍生自细菌来源，诸如细菌链霉菌属(Streptomyces)，例如疮痂病链霉菌(Streptomyces scabies)、棒状链霉菌(Streptomyces clavuligeres)。相对于如本文所公开的多肽的来源，单词“衍生”或“可衍生”意指当用如本文所公开的多肽进行BLAST搜索时，多肽可衍生自天然来源，诸如微生物细胞，其中内源多肽显示出与如本文所公开的多肽的最高百分比的同源性或同一性。
肽基精氨酸脱亚氨酶例如从WO2008/000714是已知的。WO2008/000714公开了一种用蛋白质精氨酸脱亚氨酶酶促处理蛋白质的方法，其中至少30％的精氨酸转化为瓜氨酸。
PAD通常以0.1％酶蛋白质的量添加到蛋白质底物中并且在合适温度和pH下孵育，例如将豌豆蛋白与肽基精氨酸脱亚氨酶在4和9之间的pH、诸如5和8.5之间的pH、诸如5.5和8之间的pH、诸如6和7之间的pH或6.2和6.8之间的pH、例如约6.5的pH下孵育。蛋白质与PAD孵育的合适温度可以为20℃和60℃之间，诸如30℃和50℃之间或35℃和45℃之间。肽基精氨酸脱亚氨酶活性通过测量α-N-苯甲酰基-L-精氨酸-乙酯(BAEE)中瓜氨酸残基的形成来确定。孵育混合物含有100mM tris-HCl缓冲液(pH 7.5)、5mM CaCl2、10mM DTT、10mM BAEE，最终体积为700μl。孵育在55℃下进行30min，并且通过添加100μl 8N HClO4来停止反应。通过比色法根据
Figure BDA0003863735470000161
和Knappe,(1968)Anal.Biochem.Biochem.26,188的方法来确定瓜氨酸。一个单位的肽基精氨酸脱亚氨酶表示为1μmol所形成的瓜氨酸/min/mg蛋白质。
在又另一个方面，本发明提供了一种可通过本发明的方法，即通过一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法获得的食物产品，所述方法包括
将包含植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育(以获得植酸酶处理的溶液)，以及
任选地将所述植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品。
食物产品的实例在上文中描述并且也适于本发明的此部分。本发明的食物产品可以根据以下与现有技术食物产品区分：(i)植酸酶含量或(ii)减小水平的增稠剂或稳定剂或(iii)不存在增稠剂或稳定剂。
在另一方面，本发明提供了植酸酶用于改善包含植物蛋白的食物产品的(味道或质地/结构)性质的用途。
在其一个方面，本发明提供了植酸酶用于增加包含植物蛋白的食物产品的具有增加的水结合的凝胶样结构、奶油性、甜味、胶凝性或平滑性的用途。
在另一个方面，本发明提供了植酸酶用于减少包含植物蛋白的食物产品的豌豆味、脱水收缩、涩味或豆腥味的用途。
在另一个方面，本发明提供了植酸酶用于减少或增加包含植物蛋白的食物产品的粘度的用途。植酸酶对粘度的作用取决于蛋白质的来源(植物)，而且还取决于所用的特定条件。植酸酶用于生产发酵食物产品的用途通常导致粘度减小。粘度增加是有用的，因为可以减少稳定剂的量。
从本专利申请中的实施例可以清楚地看出，可以定义一些更详细的方面：
-植酸酶用于增加豌豆蛋白饮品中的奶油性或甜味的用途。
-植酸酶用于减小豌豆蛋白饮品中的豌豆味的用途。
-植酸酶用于增加发酵豌豆蛋白食物产品中的平滑性的用途。
-植酸酶用于减少发酵豌豆蛋白食物产品中的脱水收缩、粘度、豌豆味或涩味的用途。
-植酸酶用于改善杏仁饮品的口感的用途。
-植酸酶用于减少杏饮品中的涩味的用途。
-植酸酶用于减小发酵杏仁蛋白食物产品中的粘度的用途。
-植酸酶用于改善发酵杏仁蛋白食物产品中的味道的用途。
-植酸酶用于增加大豆蛋白饮品中的平滑性的用途。
-植酸酶用于减少大豆蛋白饮品中的涩味的用途。
-植酸酶用于减少发酵大豆蛋白食物产品中的脱水收缩、粘度或豆腥味的用途。
-植酸酶用于减小发酵燕麦蛋白食物产品中的粘度的用途。
-植酸酶用于使植物蛋白，优选地豌豆蛋白凝结的用途。
上文对于方法权利要求给出的定义和解释也适于用途权利要求。
本发明将在以下实施例中更详细描述，这些实施例不限制本发明。
实验部分
用植酸酶加工的源自植物的饮料(发酵型和非发酵型)的生产
乳制品替代品(饮料和酸奶)由豌豆、大豆和杏仁蛋白成分生产。豌豆分离物Pisane M9从Cosucra获得，大豆分离物Profam 974从Archer Daniels公司获得并且杏仁粉购自notenshop.nl。通过将粉末溶解于添加2％w/w蔗糖的自来水中，在40℃下高速混合10min随后在85℃下进行加热步骤30min，将三种不同的原料(豌豆分离物、大豆分离物和杏仁粉)加工成饮料。
对于燕麦饮料，在水中制成10％和15％粉溶液(来自Alifarma,Spain的燕麦粉)，随后添加淀粉水解酶淀粉葡糖苷酶，以便释放葡萄糖(在饮料中生成1-3％之间的葡萄糖)。在植酸酶孵育前并不向燕麦基料中添加额外的蔗糖。
对于大豆和豌豆饮料，加工自来水中的4w％蛋白质溶液，假设分离物分别具有94％和86％的蛋白质，如规格表中所指示。对于杏仁饮料，选择适于加工的10％干重溶液，导致饮料中的约2.1w％蛋白质。在恒温混匀仪(Thermomixer，TM5)中进行加工。
植酸酶(DSM)以6和20FTU/g分离物/粉的剂量添加在饮料中，或以30FTU/g粉的剂量添加在燕麦饮料中。使饮料在4℃下孵育17小时。对于植酸酶灭活，将饮料加热至90℃并在90℃下保持15min，此后将其在冰上冷却。
进一步分析从上述方法获得的这些饮料替代品中的一部分的酶转化、质地和味道。将其余产品进一步加工成酸奶样植物替代品。
将12种不同基于植物的饮料(来自前一步骤的具有2至3次不同植酸酶孵育的4种原料)在42℃下用培养物DelvoFresh YS-141(此培养物包含嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)和保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus))酸化。将2U袋YS-141溶解于盐水中并将其添加到饮料中，剂量为1.8U/1000kg。对于每种饮料，使用一个CINAC(～80ml)和三个杯子(～125ml)。在设置为42℃的水浴中进行CINAC酸化，在设置为43℃的炉中进行杯中酸化。在达到4.6或更低的pH后，停止发酵，并将样品保持在4℃。
实施例1
在植物饮料生产过程中使用植酸酶的植酸转化
使用31P-NMR进行样品的植酸分析。
在每种饮料中，将2g的样品与12.5ml 0.5M HCl混合，充分混合并放置在超声浴(Branson 5510)中30分钟。将2x 2ml每种悬浮液的样品转移到Eppendorf离心管中并以17949相对离心力(rcf)离心15min。将2000μl上清液和500μl内标溶液混合(标准溶液含有：在25.0ml充满软化水的容量瓶中的+/-25mg磷酰基乙酸、2.25g EDTA、6.5ml D2O和2.5ml6N KOH，)并且将pH设置为pH7.5。在冻干后，将残余物再悬浮于1ml D2O中。将溶液的pH调节至pH 12.5，之后进行NMR测量。
表1：与植酸酶一起孵育的基于植物的饮料中的植酸含量
Figure BDA0003863735470000191
Figure BDA0003863735470000201
*肌醇，1,2,3,4,5,6六磷酸二氢盐或肌醇六磷酸盐
豌豆分离物具有约15g植酸盐/kg并且大豆分离物具有约6g植酸盐/kg。对于杏仁，植酸盐含量为约2.5g植酸盐/kg粉和约6g植酸盐/kg燕麦粉。对于豌豆和杏仁饮料，已经使用6FTU/g DW植酸酶剂量实现植酸盐的总体转化。对于大豆样品，仅约一半的植酸盐在测试条件下转化。对于燕麦饮料，在具有30FTU/g DW酶的产品中实现植酸的完全转化。
实施例2
非发酵植物饮料的感官评估
通过内部感官小组(N>4)品尝基于植物的饮料和酸奶并且通所有小组成员都注意到味道和质地方面的巨大影响(表2)。
表2：基于非发酵的植物的饮料的感官评估
Figure BDA0003863735470000202
Figure BDA0003863735470000211
实施例3
发酵植物饮料的粘度测量
使用Brookfield RVDV-II+Pro粘度计(具有Helipath)测量样品的粘度。对于大豆和豌豆酸奶样品，进行时间敏感性测试，其中在31个时间点(3秒间隔)以30rpm的速度用主轴T-C测量粘度。在开始前，降低主轴，直到刚好在酸奶表面顶部上。对于每种酸奶，使用2个杯子，将其保持冷却，直到分析。
使用主轴RV-3测量杏仁酸奶样品的粘度(不具有Helipath的测量)。在21个时间点(3秒间隔)下，以30rpm的速度测量粘度。在开始前，将主轴降低到样品中，直到主轴压痕。对于每种酸奶，使用2个杯子，将其保持冷却，直到分析，对于每种饮料，将样品倒入一个125ml杯子并测量。
可以对数据进行作图(粘度和测量时间)；最终粘度定义为测量的最后30秒内的平均粘度(10个数据点)。由发酵饮料和酶预培养发酵饮料的粘度比计算加入酶的粘度降低。
表3：发酵植物饮料的粘度降低
Figure BDA0003863735470000212
Figure BDA0003863735470000221
在所有发酵饮料中，使用植酸酶预孵育后粘度至少降低了15％。
实施例4
发酵植物饮料的感官评估
通过内部感官小组(N>4)品尝基于植物的饮料和酸奶并且所有小组成员都注意到味道和质地方面的巨大影响(表4)。
表4：基于发酵的植物的饮料的感官评估
Figure BDA0003863735470000222
Figure BDA0003863735470000231
实施例5
发酵植物饮料的脱水收缩减少。
检查上述发酵饮料的脱水收缩量(从沉降在发酵饮料顶部上的凝胶结构排出液体)。在与植酸酶预孵育的发酵植物饮料中观察到明显的脱水收缩减少。结果如图1所示。
在植物发酵饮料中观察到明显的脱水收缩(超过总饮料体积的10％)。在发酵豌豆和大豆饮料中测量到脱水收缩超过3倍减少，测量为在没有孵育的情况下和有孵育的情况下从发酵饮料表面倾析的液体体积的比率。
实施例6
使用植酸酶的豌豆饮料凝结
如上文所述制备pH 6.7下的4％豌豆蛋白溶液。将此溶液与20FTU/g DW的植酸酶一起在40℃下孵育2小时。然后将孵育物在90℃下加热15min，以灭活所述酶。图2显示了在有和没有酶孵育的情况下此材料的目视检查。
在酶孵育和加热后，豌豆溶液的粘度增加并凝胶化并且观察到显著的脱水收缩。在酶处理后获得固体-液体层之间的明显分离。在添加或不添加酶的情况下孵育后初始pH没有变化。未添加酶孵育的豌豆溶液没有凝胶化。

Claims (19)

1.一种用于制备具有改善的性质的包含植物蛋白的食物产品的方法，所述方法包括
将包含所述植物蛋白的溶液与植酸酶一起孵育，以及
任选地将植酸酶处理的溶液加工成包含植物蛋白的食物产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述食物产品为饮品。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述饮品为乳制品替代品、强化饮品、具有中性或酸性pH的饮品或药用饮品或运动饮品。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述食物产品为发酵食物产品。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述改善的性质为具有增加的水结合的增加的凝胶样结构、减小的粘度、增加的奶油性、增加的甜味、减少的豌豆味、减小的脱水收缩、增加的平滑性、减少的涩味或减少的豆腥味。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述植物蛋白为豌豆蛋白，并且
(i)其中所述食物产品为饮品并且其中所述改善的性质为增加的奶油性、增加的甜味或减少的豌豆味，或
(ii)其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减少的脱水收缩、减小的粘度或增加的平滑性或减少的豌豆味、减少的涩味。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述植物蛋白为杏仁蛋白，并且
(i)其中所述食物产品为饮品并且其中所述改善的性质为减少的涩味或改善的口感(更少砂砾样口感)，或
(ii)其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减少的粘度或改善的味道。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述植物蛋白为大豆蛋白，并且
(i)其中所述食物产品为饮品并且其中所述改善的性质为增加的平滑性或减少的涩味，或
(ii)其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减少的脱水收缩、减小的粘度或减少的豆腥味。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述植物蛋白为燕麦蛋白并且其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述改善的性质为减小的粘度。
10.一种用于生产基于植物蛋白的奶酪的方法，所述方法包括将植物蛋白溶液与植酸酶一起孵育并允许所述植酸酶使所述植物蛋白溶液中的蛋白质凝结。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述食物产品为基于植物蛋白的奶酪并且其中所述改善的性质为增加的(奶酪)质地。
12.根据权利要求10或11所述的方法，所述方法还包括固-液分离步骤。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中所述植物蛋白为豌豆蛋白。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述食物产品为发酵食物产品并且其中所述植酸酶在发酵之前或发酵期间添加。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括溶解粉或粉末以获得包含植物蛋白的溶液。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法还包括将所述包含植物蛋白的溶液与至少一种淀粉降解酶一起孵育。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述溶液首先与至少一种淀粉降解酶一起孵育并且随后与植酸酶一起孵育。
18.一种食物产品，其可通过根据权利要求1至17中任一项所述的方法获得。
19.植酸酶用于改善包含植物蛋白的食物产品的味道、质地和/或口感的用途，优选地以下用途
-用于增加包含植物蛋白的食物产品的具有增加的水结合的凝胶样结构、奶油性、甜味、凝胶性或平滑性，或
-用于减少包含植物蛋白的食物产品的豌豆味、脱水收缩、涩味或豆腥味，或
-用于减少或增加包含植物蛋白的食物产品的粘度，或
-用于使植物蛋白，优选地豌豆蛋白凝结。
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