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食品和饮料作为人类植酸酶的一种递送系统的使用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使用植酸酶来增加人类食物中的矿物质，尤其是钙的摄入量。有利的是，奶用作人用植酸酶的递送系统。

Description

食品和饮料作为人类植酸酶的 一种递送系统的使用
                       发明领域
本发明涉及食物中矿物质如钙的吸收。
                       发明背景
矿物质(如铁、锌、钙)是人类健康的重要元素。缺铁会导致贫血，对于怀孕妇女来说，贫血与母亲死亡率的明显增加有关系。不太严重的贫血会导致身体机能的障碍。
以必须吸收用于更新机体铁丢失与生长和怀孕时需要用来提供机体正常铁增长率的铁的量来估算男性和女性铁的需求量。
锌缺乏将导致生长迟缓和严重的皮肤损伤。
钙在成骨过程中起着重要的作用。
动物和人中矿物质(如铁、锌、钙)的利用能力会被能和它们形成复合物的化合物所阻碍。例如，植酸(肌醇六磷酸)可以和这些矿物质形成复合物，产生植酸盐。几乎在所有植物和植物种子中发现了植酸和植酸盐。植酸在植物中起磷源储存的作用。
日常食品(如：面包、玉米饼和饼干)含有相当数量的植酸和植酸盐。食用这些食物会导致矿物质(如铁、锌、钙)的可利用能力降低。
                       发明概述
因此，本发明提供了一种含有植酸酶的人食用的食品或饮料。
本发明进一步提供了：
——食品或饮料中植酸酶的使用，以增加人类食品或饮料中钙、铁和/或锌的可利用能力；
——将食品或饮料作为人类食用植酸酶递送系统的使用方法；以及
——植酸酶在用于治疗矿物质缺乏的药物生产中的使用。
                        发明详述
本发明提供了适用于人类食用的含植酸酶的食品和饮料。
一般地，本发明的食品和饮料包含浓度为50-10,000FTU/kg，优选的是100-5,000FTU/kg，以及最优选的是500-1,500 FTU/kg的植酸酶。
自然界中，植酸酶广泛存在，在细菌、酵母、真菌和植物中都发现了植酸酶，并且这些植酸酶都可以在本发明中使用。从黑曲霉(Aspergillus niger)中得到的真菌植酸酶用于动物饲料已经商业化，同样也可以用在本发明中。已经克隆出了该植酸酶的基因，并且已在黑曲霉中过量表达。已经以工业规模在允许生产酶的发酵罐中培养黑曲霉。黑曲霉可以分泌出相当大量的植酸酶，通过一系列的过滤和超滤可以从生物质中分离出这些植酸酶。在此基础上，得到的浓缩的超滤液可制成本发明可用的稳定的颗粒或流体。食物中含有的植酸酶可以在食物通过动物胃肠消化道时从植酸和植酸盐中释放出磷酸。
本发明的食品一般在制备、存储或随后使用过程中不涉及与植酸酶活性不相容的条件。这些食品可以是那些富含植酸和植酸盐的，例如面包、蛋糕、油酥面团、早餐谷类食品或饼干。这些食品可以富含矿物质，特别是含钙、锌和/或铁，尤其是含钙。优选的实施方案中，这些食品在制备过程中不经过100摄氏度以上热处理和/或在使用前保持冷藏。
我们发现植酸酶与含有钙、铁和锌的食品同时食用时对人类利用这些元素有着有益的作用。本发明描述了一个以安全和吸引人的方式向人类递送植酸酶的方法。
向人类递送植酸酶的方法之一就是进餐前后或进餐时摄入例如可以在进餐前后食用的药片。然而，由于人们喜欢把摄入药片量减少到最少，并且，有可能会忘记吃药片。优选的递送植酸酶方法是向对象的食品和饮料中添加植酸酶。因此另外一种增加必需元素利用能力的方法包括用植酸酶处理食品来降低食物中植酸的含量。虽然本发明提供了含有植酸酶的食品，但是，对一些食品来讲，这种方法对食品加工厂来讲太费劲了，或者是，由于食品加工的条件与酶表现活力的条件不相容，这种方法不起作用。因此，在本发明的优选实施方案中提供了含有植酸酶的饮料。
该饮料一般是根据味道和外观经过调制的人用饮料。该饮料是优选的风味饮料并且可以碳酸化。一般地，该饮料为冷藏或冰冻饮料。该饮料可以富含钙。
优选的向人类递送植酸酶的途径是奶，优选的是巴氏灭菌后的牛奶，因为很多人每天食用奶，奶是冷藏的并且有大量的钙。另一种方法是用山羊奶或绵羊奶。通常奶中添加额外钙来强化。如果奶与富含植酸和植酸盐的面包或玉米饼同时食用的话，这种添加钙的方法是没用的，因为，由于形成钙植酸盐复合物，几乎所有的钙离子变得不可利用。然而，加入植酸酶后会有助于确保消费者完全利用加入的钙。人们认为，本发明的原理是植酸酶对从食物中摄入矿物质(例如铁、锌和钙)有有益的作用。植酸酶(例如，3-植酸酶EC 3.1.3.8，6-植酸酶EC 3.1.3.8或3，6-植酸酶EC 3.1.3.8，本发明可以使用其中的任一种)可以把植酸和植酸盐转化为肌醇和肌醇磷酸盐。通过这种方法，可以显著减少形成像植酸钙之类的复合物，因此矿物质，在本实施方案中为钙，在食物消化过程中更有利于摄入。
奶经热处理以灭菌和破坏不想要的酶活力。这种热处理(称为巴氏灭菌法)在60-85℃时间长约20秒钟内完成。在潮湿环境中的这些温度是这样的，即在这些温度下所有植酸酶活性预期都会被破坏。
然而，令人惊奇的是，我们发现加入的大部分植酸酶活性表现出对这种热处理的耐受，而在水中类似的热处理将导致植酸酶活性的明显降低。奶代表了一种给人类递送该酶的适宜手段，该手段用奶作为富含矿物质和植酸酶的功能食品。
本发明同样提供包括本发明的奶或由本发明的奶制成的食物，如干酪、酸乳酪、奶昔、奶油和甜点。
尽管本发明的奶一般经过巴氏灭菌，本发明同样也提供包含植酸酶的未经巴氏灭菌的奶，以及含有植酸酶的UHT奶。可以在对奶进行巴氏灭菌前、后或过程中向其中加入植酸酶，但是优选的是在巴氏灭菌前加入。如果植酸酶在巴氏灭菌后加入，优选的是以无菌的形式加入。
本发明的食品和饮料在外观和味道上来说一般都适宜于人类食用。一般来讲它们供给健康个体食用，通常用作正常饮食的一部分。然而，那些正在遭受或有可能患有矿物质缺乏的人可以食用本发明的食品和饮料，本发明的食品和饮料也可用来治疗、减轻或防止此类缺乏。它们可以给予遭受贫血，钙、锌和/或铁缺乏的个体。孕妇和产后女性也可以将本发明的食品和饮料用作其正常饮食的一部分。准备怀孕的男性和女性也可以食用本发明的食品和饮料。
植酸酶是一种能够从植酸盐上释放至少一个磷酸基团的酶。
在此，本实施例通过说明给出，然而，这并不意味着限制了本发明的范围。显然，对熟练的技术人员来说，本专利申请中所用的植酸酶制剂可以从多种来源(细菌、真菌或植物来源)获得。
                        实施例
                        实施例1
               巴氏灭菌前向奶中加入植酸酶
多种植酸酶可商购得到。我们使用的实验品是NATUPHOSTM 5000G(DSM，Delft，荷兰)和相应的液体制剂NATUPHOSTM L以及最初的超滤浓缩液。
我们已经比较了在20秒钟巴氏灭菌过程中奶和水中植酸酶的活性结果。结果以FTU/kg的形式表示，见表1。
加入到奶和水中的植酸酶单位的终浓度为1000FTU/kg。一单位植酸酶定义为，在37℃、PH 5.5条件下，每分钟从1mM植酸钠中释放1微摩尔磷酸所需的酶量。分析方法已经公开(Engelen，vanRansdrop en Smit，J.A.O.C.Int.77：760-764(1994))。
表1：奶和水中植酸酶的稳定性
                                处理
奶60℃FTU/kg  奶85℃FTU/kg  水60℃FTU/kg  水85℃FTU/kg
 NATUPHOSTM5000G 995  925  553  275
 NATUPHOSTM5000L 989  931  547  284
植酸酶超滤液 997  936  549  263

Claims (10)

1.人类食用的包含植酸酶的食品或饮料。
2.根据权利要求1的食品或饮料，其中植酸酶含量为50-10,000FTU/kg，优选的是100-5,000FTU/kg，或者最优选的是500-1,500FTU/kg。
3.根据权利要求1或2的食品或饮料，其中植酸酶为微生物来源的，优选的是来源于真菌曲霉属。
4.根据前述任一权利要求的食品或饮料，其是奶或包含奶。
5.根据权利要求4的食品或饮料，其中奶是包括植酸酶的巴氏灭菌奶，优选的是巴氏灭菌的牛奶。
6.植酸酶在食品或饮料中的用途，以增加人类食品或饮料中钙、铁和/或锌的可利用能力。
7.食品或饮料作为人类食用植酸酶的递送系统的用途。
8.根据权利要求6或7的用途，其中的食品或饮料是权利要求1-5中任一项所限定的食品或饮料。
9.植酸酶在治疗矿物质缺陷的药物的生产中的用途。
10.根据权利要求9的用途，其中食品或饮料为权利要求1-5中任一项所限定的食品或饮料。
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