JP2012525831A - 酵素複合体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、トリコデルマ属の発酵によって得られる発現産物の複数の酵素活性を、異なる菌株の1または複数の酵素との組合せで有する、改善した酵素複合体に関する。

Description

本発明は、トリコデルマ属の発酵によって得られる発現産物の複数の酵素活性を、異なる菌株の種の1または複数の酵素との組合せで有する、改善した酵素複合体に関する。
ビール生産における酵素の使用は、よく知られている。酵素をマッシュ工程に適用してマッシュろ過器能を改善させ、および抽出物収率を上昇させることが、WO97/42302に記載されている。
WO2005118769およびWO2005059084は、ビールの生産のためのプロセスにおける、マッシングおよび濾過工程、および、このようなプロセスにおける使用のための酵素組成物に関する。
WO1999057325は、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の株、それから得られる新しい酵素混合物、およびそれについての核酸配列に関する。
しかしながら、食品生産物の生産において、例えば、アルコール飲料、例えば、ビールまたはウイスキーの生産におけるマッシング、料理および濾過工程において、有用な改善した酵素複合体が必要である。
本発明の課題
食品生産物等の調製において、例えば、ビールもしくはウイスキーなどのアルコール飲料、またはバイオ燃料の生産におけるマッシング、料理および/または濾過工程において、改善した生産方法を可能にする、改善した酵素複合体を提供することが、本発明の実施態様の目的である。
本発明の要旨
トリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物と、異なる菌の種の任意の1つの特定の酵素とを組合わせることによって、改善した特性の酵素複合体が得られることが、本発明者(ら)によって見出された。
そのため、第一の側面において、本発明は、
a. トリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物、ならびに
b. キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)、セルラーゼ(EC 3.2.1.4)、およびベータ−グルカナーゼ(EC 3.2.1.6)から選択される、菌界の異なる種の任意の1つの、1または複数の酵素
の組合せに由来する酵素複合体であって、
ここに、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定されるベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約61%は、トリコデルマ属の発酵に由来する、酵素複合体
に関する。
「菌界の異なる種の任意の1つ」は、(a)におけるトリコデルマ属の種とは異なる種を指すことが理解されるべきである。
第2の側面において、本発明は、
a.少なくとも約61%の、トリコデルマ属の発酵によって得られる発現産物、および
b.約39%未満の、ペニシリウム属の異なる菌の発酵によって得られる発現産物
の組合せに由来する酵素複合体であって、
ここで、百分率は、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定されるベータ−1,4−エンドグルカン活性に基づく、酵素複合体
に関する。
第3の側面において、本発明は、酵素複合体を生産するプロセスであって、
a.培地においてトリコデルマ属を発酵させて、発酵ブロスを得る工程;
b.培地においてペニシリウム属を発酵させて、発酵ブロスを得る工程、および
c.前記発酵からの無細胞ブロスの形状の工程a)およびb)由来の各々の酵素複合体を、回収し、および組合せて、酵素複合体を得る工程、ここで、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定したベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約61%が、トリコデルマ属の発酵に由来する、
を含む、プロセスに関する。
さらなる側面において、本発明は、醸造マッシュの生産のための、例えば、麦芽酒、例えばビール、例えば麦芽酒ビール、の生産における、および/またはウイスキー生産における、および/またはバイオ燃料生産における、プロセスにおける、本発明の酵素複合体の使用に関する。
さらなる側面において、本発明は、果汁、ワイン、穀物 加工、燃料アルコール、および飲料アルコールの生産における、酵素複合体の使用に関する。
さらなる側面において、
本発明は、
a. トリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物、ならびに
b. ファミリー11キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)、セルラーゼ(EC 3.2.1.4)、およびベータ−グルカナーゼ(EC 3.2.1.6)から選択される、菌界の異なる種の任意の1つの、1または複数の酵素
の組合せに由来する酵素複合体であって、
ここに、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定されるベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約61%は、トリコデルマ属の発酵に由来する、酵素複合体
に関する。
実験室規模のマッシュ検査1−麦汁β−グルカンおよび濾過体積。 実験室規模のマッシュ検査2−ロータリング体積、残留β−グルカン、および(12°Pでの)粘度データ。 試験的検査的ロータリングデータ−合計ロータリング時間、平均流率および合計圧力増強。A:陰性対照群、酵素なし対照群;B:0.20kg/トンでのラミネックス(登録商標)スーパー;C:0.133kg/トンでのラミネックス(登録商標)XG(ラミネックス(登録商標)スーパー 1.5 + 50%超T.リーゼイ活性)。
本発明の詳細な開示
ビールは、伝統的に、オオムギに由来する麦芽等の麦芽、および穀草類穀物等の任意的な付加物に由来し、ホップで風味付けられるアルコール飲料と呼ばれる。オオムギ麦芽等の穀草類穀物に主に由来し、でんぷん含有材料の醸造および発酵によって生産される任意の発酵した麦汁は、用語「ビール」のうちに包含される。小麦、トウモロコシ、およびコメは使用されてもよい。
本明細書において使用される場合、用語「麦芽酒」は、完全麦芽ビール、エール、ドライビール、ニアビール、ライトビール、低アルコールビール、低カロリービール、ポーター、ボックビール、スタウトビール、麦芽酒、ノンアルコール麦芽酒および同等物のような泡形成して発酵した麦芽酒を包含する。用語「麦芽酒」は、非−発泡ビールおよび代替麦芽酒、例えば、かんきつ類風味付け、例えば、レモン−、オレンジ−、ライム−、またはベリー−風味付け麦芽酒等の果物風味付け麦芽酒、ウオツカ−、ラム酒−、またはテキーラ−風味付け麦芽酒等の酒風味付け麦芽酒、またはカフェイン−風味付け麦芽酒等のコーヒー風味付け麦芽酒、および同等物をも包含する。
ビールは、様々な穀物から、本質的に同一のプロセスによって、作ることができる。全ての穀物でんぷんは、グルコースホモポリマーであり、そこにおいて、該グルコース残基は、アルファ−1,4−またはアルファ−1,6−結合のいずれかによって接続され、前者が優位である。発酵した麦芽酒を作るプロセスは、通常、醸造と呼ばれる。これらの飲料を作るにあたって使用される主たる生材料は、水、ホップ、および麦芽である。さらに、付加物、例えば、普通ひき割りトウモロコシ、精製ひき割りトウモロコシ、醸造者製粉酵母、コメ、ソルガム、精製トウモロコシでんぷん、オオムギ、オオムギでんぷん、脱穀オオムギ、小麦、小麦でんぷん、焙焼穀草類、穀草類フレーク、ライ麦、オートムギ、ジャガイモ、タピオカ、およびシロップ、例えば、トウモロコシシロップ、サトウキビシロップ、転化糖類シロップ、オオムギおよび/または小麦シロップ、および同等物が、でんぷんの源として、使用されてもよい。該でんぷんは、最終的には、デキストリンおよび発酵性の糖類に転化されるであろう。
選択されたいろいろなオオムギから主に生産される該麦芽は、多数の理由で、ビールの全体の特徴および品質に最も重大な効果を与える。第一に、麦芽は、ビールにおける第一の風味付け剤である。第二に、麦芽は、発酵性の糖類の主要な部分を提供する。第三に、麦芽は、タンパク質を提供し、これは、ビールの本体および泡の特徴に寄与するであろう。第四に、麦芽は、マッシングの間における必要な酵素的な活性を提供する。
ホップも、風味を包含するビール品質に顕著に寄与する。特に、ホップ(またはホップ構成物質)は、ビールに望ましい苦味物質を加える。さらに、ホップは、タンパク質沈殿剤としての機能を果たし、防腐剤を確立させ、および、泡形成および安定性において助力する。
ビールを作るためのプロセスは、本技術分野においてよく知られているが、手短に言えば、(a)マッシングおよび/または付加物料理、(b)麦汁分離および抽出、(c)麦汁の沸騰およびホッピング、(d)冷却、発酵および保存、および(e)熟成、加工および梱包、の5つの工程を伴う。
典型的には、第一工程において、製粉されたまたは破砕された麦芽を、水と混合し、そして、制御された温度の下で、一定期間保持して、麦芽に存在する酵素によって、麦芽に存在するでんぷんを発酵性の糖類に転化させる。
第二の工程において、マッシュは、「ロータータン」またはマッシュろ過器に移動され、そこにおいて、液体が穀物残渣から分離される。この甘味液体は、「麦汁」と呼ばれ、穀物残渣に関する残りは、「使用済み穀物」と呼ばれる。使用済み穀物から残留水溶性抽出物を回収するため、マッシュは、マッシュに水を加えることを伴う抽出に、典型的には、さらされる。
第三工程において、麦汁は、活発に沸騰させられる。これが、麦汁を滅菌し、色、風味付けおよび香の発達に役立つ。ホップは、沸騰の間のある時点で加えられる。
第四工程において、麦汁は、冷却され、そして、酵母を含有する発酵槽に移動されるか、発酵槽に移動され酵母が発酵槽に加えられるかのいずれかがなされる。酵母は、発酵によって、糖類をアルコールおよび二酸化炭素ガスに転化させる。発酵の終わりに、発酵を停止するために、発酵槽は冷やされる、あるいは発酵槽は冷やされてもよい。酵母は、羊毛状の塊になり、そして、除去される。
最後の工程において、ビールは、一定期間冷却され、および貯蔵され、その間、ビールが浄化され、およびその風味が発達し、およびビールの外見、風味付けおよび保存可能期間を損ねるかもしれない任意の材料が、沈降する。梱包に先立ち、ビールへの炭酸ガス注入がなされ、および任意的に、ろ過されおよび低温滅菌される。
発酵の後、通常は重量で約2%から約10%のアルコールを含有する飲料が、得られる。非−発酵性の炭水化物は、発酵の間に転化されて、最終ビールにおける溶解した固形物の主要部分を形成する。
この残基が、残るのは、麦芽アミラーゼが、でんぷんアルファ−1,6−接続を加水分解することができないためである。非−発酵性の炭水化物は、12オンスのビールにつき約50カロリーに寄与する。
最近特に米国市場において、ライトビール、低下カロリービール、または低カロリービールと呼ばれる醸造飲料が幅広く普及してきた。米国において定義されるように、これらのビールは、製造者の「普通の」ビールよりも、おおよそ30%カロリーが少ない。
伝統的な醸造プロセスについてのさらなる情報、および本発明に適用されるべき醸造技術の分野において使用される用語の定義は、Wolfgang Kunze of the Research and Teaching Institute of Brewing、ベルリン(VLB)、による「醸造および麦芽製造技術」第2改訂版1999、ISBN 3−921690−39−0または第3版(2004):ISBN 3−921690−49−8において見出されうる。
定義
本明細書において使用される用語「酵素複合体」は、現在の文脈において、異なる酵素的な活性を有する、および/または異なる酵素委託番号(EC番号)の下で分類される、いくつか酵素を含む、実質的に無細胞な組成物を意味する。「酵素複合体」が発酵によって得られる場合、それは、実質的に無細胞発酵ブロス、任意的に濃縮発酵ブロスであり、最終産物に含められる。用語「酵素複合体」は、異なる微生物をも伴う2またはそれ以上の分離発酵プロセスによって引き出されるいくつかの酵素を含む組成物を包括するものと、理解されるべきである。いくつかの実施態様において、酵素複合体は、食品生産物の調製のために使用されてもよいことを意味する食品等級酵素複合体である。
本発明のいくつかの側面において、本発明による酵素複合体は、醸造プロセスにおいて、マッシュ等のまさしく複合体化合物を分解するのに必要な付随活性を含有する。該用語「付随活性」は、現在の文脈において、その主要基質ではない他の基質に対する酵素の活性を指す、あるいは、酵素複合体がその主要活性の他に有しうる他の活性を指す。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体は、少なくとも5つの異なる付随活性を含む。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体は、少なくとも10の異なる付随活性を含む。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体は、少なくとも15の異なる付随活性を含む。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体は、少なくとも20の異なる付随活性を含む。
キシラナーゼは、EC 3.2.1.8、EC 3.2.1.32、EC 3.2.1.136およびEC 3.2.1.156に分類され、活性は、例えば、「アッセイ2」の記載どおりに測定されうる。
エンド−1,4−ベータ キシラナーゼは、EC 3.2.1.8として分類される。該酵素は、キシランにおける1,4−ベータ−D−キシロシド接続のエンド加水分解をもたらす。
本明細書において使用される用語「ファミリー11キシラナーゼ」は、B.Henrissatのアミノ酸配列類似性に基づくグリコシルヒドロラーゼの分類によれば、EC 3.2.1.8として分類され、キシランにおける1,4−ベータ−D−キシロシド接続のエンド加水分解をもたらし、ファミリー11キシラナーゼとして分類される、エンド−1,4−ベータ キシラナーゼを指す。
1つの側面において、本発明による酵素複合体は、「アッセイ」という表題の下で下記における記載どおりの「アッセイ2」によって測定して、エンド−1,4−ベータ キシラナーゼ活性を有する。
「アッセイ2」は、pH3.5またはpH5および50°Cで、キシランを基質として使用して 実行することができ、または酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpHおよび温度値において、遂行することができる。酵素活性は、ユニット時間ごとにキシロースによってもたらされる540nmでの吸光度における上昇から計算される。
本明細書において、キシラナーゼ活性の1ユニットは、「アッセイ2」(pH3.5および50°C)の条件下においてΔOD540nm.分−1における上昇を与える酵素の量(合計アッセイ体積について正規化)として定義される。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、「アッセイ2」によって測定して、少なくとも約5000U/g、例えば、少なくとも約6000U/g、例えば、少なくとも約7000U/g、例えば、少なくとも約8000U/g、例えば、少なくとも約8500U/g、のキシラナーゼ活性を含む。
本発明による酵素複合体は、セルロース分解活性を有する。セルロースの分類法上の名前は、4−(1,3;1,4)−β−D−グルカン 4−グルカノヒドロラーゼであり、セルロース分解酵素またはセルラーゼは、EC 3.2.1.4.に分類される。セルラーゼは、セルロース、リケニンおよび穀草類 β−D−グルカンにおける(1→4)−β−D−グルコシド接続をエンド加水分解し、そして、1,3−接続をも含有するβ−D−グルカンにおける1,4−接続をも加水分解するであろう。セルラーゼは、他の名前、例えば、エンド−1,4−β−D−グルカナーゼ、β−1,4−グルカナーゼ、β−1,4−エンドグルカン ヒドロラーゼ、セルラーゼA、セルロシン AP、エンドグルカナーゼ D、アルカリ セルロース、セルラーゼA3、セルデキストリナーゼ、9.5セルラーゼ、アビセラーゼ、パンセラーゼSSおよび1,4−(1,3;1,4)−β−D−グルカン 4−グルカノヒドロラーゼをも有する。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体のセルラーゼ活性は、「アッセイ」という表題の下で下記において記載されるとおりの「アッセイ1」によって測定される。
さらなる側面において、本発明による酵素複合体は、β−グルカナーゼ活性を有し、「アッセイ 7」における記載どおりに決定される。
標準的なアッセイは、pH5.0で実行され、および付加的な特徴付け、および酵素の特定のためには、異なるpH値で遂行されうる。1ユニットのエンド−1,3(4)−β−グルカナーゼ活性は、アッセイの条件(pH5.0(または指定されるように)および50°C)下で、分ごとに1μモル グルコース等価物を生産する酵素の量として定義される。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、「アッセイ 7」によって測定して少なくとも約10000U/g、例えば、少なくとも約12000U/g、例えば、少なくとも約14000U/g、例えば、少なくとも約15000U/g、例えば、少なくとも約18000U/gのβ−グルカナーゼ活性を含む。
本明細書において使用される 「β−グルカナーゼ」または「ベータ−グルカナーゼ」は、EC 3.2.1.6.のエンド−1,3(4)−ベータ−グルカナーゼを指し、加水分解されるべき接続に伴う還元性基を有するグルコース残基がそれ自体C−3において置換される場合、ベータ−D−グルカンにおける(1−>3)−または(1−>4)−接続のエンド加水分解を触媒する。
さらなる側面において、本発明による酵素複合体は、「アッセイ 3」において記載されるとおりに決定されるラミナリナーゼ活性を有する。
ラミナリナーゼは、E.C. 3.2.1.6に分類されるエンド−1,3(4)−ベータ−グルカナーゼ、またはE.C. 3.2.1.39.に分類されるグルカン エンド−1,3−ベータ−D−グルコシダーゼであってもよい。代替的な名前であるラミナリナーゼを持つエンド−1,3(4)−ベータ−グルカナーゼ、エンド−1,3−ベータ−グルカナーゼ、エンド−1,4−ベータ−グルカナーゼは、E.C. 3.2.1.6.に分類される。基質は、ラミナリン、リケニンおよび穀草類 D−グルカンを包含し、そして、加水分解されるべき接続を伴うグルコース残基を有する還元性基が、それ自体 C−3で置換される場合、該酵素は、ベータ−D−グルカンにおける(1−>3)−または(1−>4)−接続のエンド加水分解を触媒する。代替的な名前である(1−>3)−ベータ−グルカン エンドヒドロラーゼ、エンド−1,3−ベータ−グルカナーゼおよびラミナリナーゼを有するグルカン エンド−1,3−ベータ−D−グルコシダーゼは、E.C. 3.2.1.39に分類され、そして、例えば、ラミナリン、パラミロンおよびパキマンのような基質における(1−>3)−ベータ−D−グルカンにおける(1−>3)−ベータ−D−グルコシド接続を加水分解する。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、アラビナナーゼ活性を有する。アラビナナーゼは、EC 3.2.1.99.として分類される。分類法上の名前は、5−α−L−アラビナン 5−α−L−アラビナノヒドロラーゼであるが、それは、いくつかの他の名前、例えば、アラビナン エンド−1,5−α−L−アラビノシダーゼ、およびエンド−1,5−α−L−アラビナナーゼ、エンド−α−1,5−アラバナーゼ、エンド−アラバナーゼ、1,5−α−L−アラビナン、および1,5−α−L−アラビナノヒドロラーゼを有する。アラビナーゼは、(1→5)−アラビナンにおける(1→5)−α−アラビノフラノシド接続をエンド加水分解する。アラビナナーゼは、アラビナンにも作用する。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体のアラビナーゼ活性は、「アッセイ」の表題の下での下記において記載される「アッセイ 4」によって測定される。アッセイは、pH3.5および50°Cで基質としてテンサイアラビナンをを使用して、実行することができ、そして、それは、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpHおよび温度値で遂行することができる。酵素活性は、ユニット時間ごとの540nmでの吸光度における上昇から計算される。
アラビナーゼ活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH3.5および50°C)下で、ΔOD540nm. 分−1における上昇を与える酵素の量(合計アッセイ体積で正規化)として定義される。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、ベータ−D−グルコシド グルコヒドロラーゼ活性を有する。ベータ−D−グルコシド グルコヒドロラーゼは、E.C 3.2.1.21.の酵素を指す。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、β−キシロシダーゼ活性を有する。「β−キシロシダーゼ」または「キシラン 1,4−ベータ−キシロシダーゼ」は、E.C 3.2.1.37.の酵素を指す。β−キシロシダーゼは、(1−>4)−ベータ−D−キシランの加水分解を触媒し、非−還元末端からの連続するD−キシロース残基を除去する。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体のセロビオヒドロラーゼ活性は、表題「アッセイ」の下で、下記において記載されるように「アッセイ 6」によって測定される。標準的なアッセイは、pH5.0において実行され、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpH値で遂行することができる。
セロビオヒドロラーゼ活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH5.0(または指定されるように)および50°C)下で、分ごとにp−ニトロフェニル β−D−セロビオピラノシドから1μモル p−ニトロフェノールを生産する酵素の量として定義される。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、セロビオヒドロラーゼ活性を有する。 「セロビオヒドロラーゼ」または「セルロース 1,4−ベータ−セロビオシダーゼ」は、EC 3.2.1.91.の酵素を指す。セルロース 1,4−ベータ−セロビオシダーゼは、セルロースおよびセロテトラオースにおける1,4−ベータ−D−グルコシド接続の加水分解を触媒して、鎖の非−還元端からセロビオースを放出させる。
本発明の1つの側面において、本発明による酵素複合体のアラビノフラノシダーゼ活性は、表題「アッセイ」の下で、下記において記載どおりの「アッセイ 5」によって測定される。標準的なアッセイは、pH5.0および50°Cで実行することができ、および酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために異なるpHおよび温度値で遂行することができる。
α−N−アラビノフラノシダーゼ活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH5.0および50°C(または指定されるように))下で、分ごとにp−ニトロフェニル α−L−アラビノフラノシドから1μモル p−ニトロフェノールを生産する酵素の量として定義される。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、α−N−アラビノフラノシダーゼ活性を有する。「α−N−アラビノフラノシダーゼ」または「アルファ−N−アラビノフラノシダーゼ」は、EC 3.2.1.55.の酵素を指す。α−N−アラビノフラノシダーゼは、アルファ−L−アラビノシドにおける末端の非−還元アルファ−L−アラビノフラノシド残基の加水分解を触媒する。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、グルカン 1,4−ベータ−グルコシダーゼ活性を有する。「グルカン 1,4−ベータ−グルコシダーゼ」または「グルカン 1,4−ベータ−グルコシダーゼ」は、E.C3.2.1.74.の酵素を指す。グルカン 1,4−ベータ−グルコシダーゼは、(1−>4)−ベータ−D−グルカンにおける(1−>4)−接続の加水分解を触媒して、連続するグルコースユニットを除去する。
ある側面において、本発明による酵素複合体は、キシログルカン−特異的エキソ−ベータ−1,4−グルカナーゼ活性を有する。「キシログルカン−特異的エキソ−ベータ−1,4−グルカナーゼ」は、E.C3.2.1.155.の酵素を指す。キシログルカン−特異的エキソ−ベータ−1,4−グルカナーゼは、キシログルカンにおける(1−>4)−ベータ−D−グルコシド接続のエキソ加水分解を触媒する。
手順的側面による酵素複合体は、でんぷん加水分解物を含む水性溶液の粘度を低下させることを含むプロセスにおいて使用されてもよい。
酵素複合体は、でんぷん加水分解物を含む水性溶液の濾過を含むプロセスにおいて、使用されてもよい。いくつかの実施態様において、でんぷん加水分解物を含む水性溶液は、ビール作りのためのマッシュであり、他の実施態様において、でんぷん加水分解物を含む水性溶液は、食品組成物である。
あるいは、本発明による酵素複合体は、果汁、ワイン、穀物加工、バイオエタノール等の燃料アルコール、および飲料アルコールの生産において使用されてもよい。
いくつかの実施態様において、バイオエタノールは、農業供給原料、例えば、サトウキビ、ジャガイモ、トウモロコシ、小麦ソルガム等から、またはセルロースの材料、例えば、トウモロコシ茎葉、スイッチグラスまたは他の植物材料から、生産される。両方の場合において、発酵性の糖類は、生材料から抽出され、微生物によってアルコールに発酵され、蒸留され、輸送燃料として使用されてもよい。本発明による酵素複合体は、バイオ燃料のこの生産において使用されてもよい。生材料からの多糖抽出を増進するために、多糖を発酵性の糖類に分解するのに役立てるために、ならびに/または、例えば、固形物からの液体の分離、流量特性、およびポンプ能力などの加工パラメーターを増進するために、酵素複合体は、加えられてもよい。
本発明のプロセスは、任意のグリストのマッシングにおいて適用されてもよい。本発明によると、グリストは、任意の植物および塊茎、根、茎、葉および種を包含する植物の一部から引き出せる植物材料を含有する任意のでんぷん、および/または糖類を含んでもよい。いくつかの実施態様において、グリストは、穀物、例えば、オオムギ、小麦、ライ麦、オートムギ、トウモロコシ、コメ、ミロ、きびおよびソルガムからの穀物を含み、そして、より好ましくは、少なくとも10%、または、より好ましくは少なくとも15%、さらにより好ましくは少なくとも25%、または非常に好ましくは少なくとも35%、例えば少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、または100%(w/w)の麦汁のグリストが、穀物に由来する。
いくつかの実施態様において、グリストは、麦芽穀物、例えば、オオムギ麦芽を含み、そして、好ましくは、少なくとも10%、またはより好ましくは少なくとも15%、さらにより好ましくは少なくとも25%、または非常に好ましくは少なくとも35%、例えば少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、または100%(w/w)の麦汁のグリストは、麦芽穀物に由来する。
用語「発酵」は、現在の文脈において、培養物における微生物の培養による物質、例えば、酵素の生産を意味する。
本明細書において使用される場合、用語「麦芽」は、任意の麦芽穀草類穀物、例えば、オオムギとして理解される。
用語「付加物」は、オオムギ麦芽でないグリストの一部として理解される。付加物は、任意の炭水化物豊富材料であってもよい。
用語「マッシュ」は、例えば、破砕オオムギ麦芽、破砕オオムギ、および/または他の付加物またはこれに関する組合せを含み、のちに麦汁+使用済み穀物に分離されるべき水と混合される、水性でんぷんスラリーとして理解される。
用語「マッシュ分離」は、例えば、ロータリングまたはマッシュ濾過による、使用済み穀物からの麦汁の分離として理解される。
用語「ビール濾過」は、ビールにおいていまだ存在する酵母細胞および他の濁り誘発材料が、例えば、精密濾過または膜処理によって除去される、分離プロセスとして理解される。
例えば、本発明に従って調製される食品成分の形状における酵素複合体調製物は、使用および/または適用の様式ならびに/または投与の様式に依存して、溶液の形状におけるもの、または固形物としてのものであってもよい。固形物形状は、乾燥酵素粉末として、または粒状酵素として、のいずれかであることができる。
1つの側面において、本発明は、本発明による酵素複合体、酵素担体、ならびに、任意的に安定剤および/または防腐剤を含む、酵素複合体調製物を提供する。
本発明のまださらなる側面において、酵素担体は、グリセロールまたは水からなる群から選択される。
さらなる側面において、該調製物は、安定剤を含む。1つの側面において、安定剤は、無機塩、ポリオール、糖類およびこれに関する組合せからなる群から選択される。1つの側面において、該安定剤は、無機塩、例えば、塩化カリウムである。もうひとつの側面において、該ポリオールは、グリセロール、プロピレングリコール、またはソルビトールである。まだもうひとつの側面において、該糖類は、小−分子炭水化物、特に、任意のいくつかの甘味−呈味物、例えば、グルコース、フルクトースおよびサッカロースである。
まださらなる側面において、該調製物は、防腐剤を含む。1つの側面において、該防腐剤は、メチルパラベン、プロピルパラベン、安息香酸エステル、ソルベートもしくは他の食品認可防腐剤、またはその混合物である。
本発明の特定の実施態様
上記のように、本発明は、
a. トリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物、ならびに
b. キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)、セルラーゼ(EC 3.2.1.4)、およびベータ−グルカナーゼ(EC 3.2.1.6)から選択される、菌界の異なる種の任意の1つの、1または複数の酵素
の組合せに由来する酵素複合体であって、
ここに、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定されるベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約61%は、トリコデルマ属の発酵に由来する、酵素複合体に関する。
いくつかの実施態様において、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定したベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約62%、例えば、少なくとも約63%、例えば、少なくとも約64%、例えば、少なくとも約65%、例えば、少なくとも約66%、例えば、少なくとも約68%、例えば、少なくとも約69%が、トリコデルマ属の発酵に由来する。
いくつかの実施態様において、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定したベータ−1,4−エンドグルカン活性の約90%以下、例えば、約85%以下、例えば約80%以下、例えば、約75%以下、例えば、約70%以下、例えば約65%以下が、トリコデルマ属の発酵に由来する。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体における異なる菌の1または複数の酵素は、この異なる菌の発酵によって得られる発現産物である。
いくつかの実施態様において、該異なる菌は、ペニシリウム属のものである。
いくつかの実施態様において、該異なる菌の発酵によって得られる発現産物は、トリコデルマ属由来のキシラナーゼとは異なるキシラナーゼ等のキシラナーゼを含む。いくつかの実施態様において、該異なる菌の発酵によって得られる発現産物は、トリコデルマ属由来のファミリー11キシラナーゼとは異なるファミリー11キシラナーゼ等の、ファミリー11キシラナーゼを含む。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、エンド−1,4−β−キシラナーゼ、エンド−1,3(4)−β−グルカナーゼ、セルラーゼ、ラミナリナーゼ、エンド−1,5−α−L−アラビナナーゼ、ベータ−D−グルコシド グルコヒドロラーゼ、β−キシロシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ、グルカン 1,4−ベータ−グルコシダーゼ、キシログルカン−特異的エキソ−ベータ−1,4−グルカナーゼおよびα−N−アラビノフラノシダーゼからなるリストから選択される1または複数酵素活性を含む。
いくつかの実施態様において、トリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物は、種トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)の1つの単一培養物からのものである。
いくつかの実施態様において、ペニシリウム属の種の発酵によって得られる発現産物は、種ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の1つの単一培養物からのものである。
いくつかの実施態様において、発酵のために使用される該単一培養物は、遺伝学的に修飾されていない。
いくつかの実施態様において、トリコデルマ属の種の発酵によって得られる該発現産物は、浸水発酵によって得られる。
いくつかの実施態様において、トリコデルマ属の発酵によって得られる該発現産物は、種トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からのものである。
いくつかの実施態様において、異なる菌の発酵によって得られる該発現産物は、種ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の単一培養物からのものである。
いくつかの実施態様において、発酵によって得られる該発現産物は、野生型種からのものである。
いくつかの実施態様において、本発明の酵素複合体を調製するために使用される株は、ブダペスト条約の下で、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC(登録商標))IP、ライセンシングおよびサービス、10801 大学 ブールバード、マナッサス、バージニア20110−2209、USAにおいて、株名称GC セルロース A83 GICC 0004、M03000004、およびATCC(登録商標)特許寄託名称PTA−1001を有し、Danisco A/Sの代理として、2009年5月5日の日にちに、寄託された、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)、またはその誘導体または子孫である。(該寄託は、国際寄託機関:アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC(登録商標))、マナッサス、VA、USAで、2009年5月14日に、テストされ、そして、その日、該種/株は、生存していた)。
いくつかの実施態様において、本発明の酵素複合体を調製するにあたり使用される株は、ブダペスト条約の下で、国際菌類学研究所において、番号IMI 378536の下で、寄託されたペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)、またはその誘導体または子孫である。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、本明細書における「アッセイ1」によって測定して、トリコデルマ属の発酵に由来する、少なくとも約3000U/g、例えば、少なくとも約4000U/g、例えば、少なくとも約5000U/g、例えば、少なくとも約6000U/g、例えば、少なくとも約7000U/gの酵素活性を有する。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、本明細書における「アッセイ1」によって測定して、少なくとも約4000U/g、例えば、少なくとも約5000U/g、例えば、少なくとも約6000U/g、例えば、少なくとも約7000U/g、例えば、少なくとも約8000U/g、例えば、少なくとも約9000U/g、例えば、少なくとも約10000U/g、例えば、少なくとも約11000U/g、例えば、少なくとも約12000U/g、の合計酵素活性を有する。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)からの約3100u/g、およびトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からの約5200u/gからなり、ここで、前記ユニット/gは、本明細書における「アッセイ1」によって決定される。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)からの約2362u/g、およびトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からの約5315u/gからなり、ここで、前記 ユニット/gは、本明細書における「アッセイ1」によって決定される。
いくつかの実施態様において、本発明による酵素複合体は、本明細書において定義されるように、「ラミネックス(登録商標)XG」産物の仕様を有する。
まださらなる側面において、本発明によって使用されるトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)株は、ブダペスト条約の下で、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)において寄託され、株名称GC セルロース A83 GICC 0004、M03000004を有し、2009年5月5日の日にちに、Danisco A/Sによって寄託された、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)株の特徴と実質的に等しい特徴を有する。
さらなる側面において、該株は、ブダペスト条約の下で、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)において、寄託され、2009年5月5日の日にちに、Danisco A/Sによって寄託され、株名称GC セルロース A83 GICC 0004、M03000004を有する、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)株である。
本発明の文脈において、語句「実質的に等しい特徴」は、該株が、ブダペスト条約の下で、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)、特許寄託、10801 大学 Blvd、マナッサス、VA 20110において、寄託され、株名称GC セルロース A83 GICC 0004、M03000004を有し、2009年5月5日の日にちにDanisco A/Sによって寄託された、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)の特徴の1または複数(好ましくは全て)を有することを意味する。
上記のように、本発明は、醸造マッシュの生産のためのプロセスにおける、例えば、麦芽酒ビールの生産における、および/またはウイスキー生産における、本発明による酵素複合体の使用に関する。下記実施態様は、醸造マッシュの生産のためのプロセスに特に関連する。
いくつかの特定の実施態様において、本発明による酵素複合体は、種トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)の発酵によって得られる発現産物と、種ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の発酵によって得られる発現産物との組合せに由来せず、ここで、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)に由来する、および、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)に由来する、ベータ−1,4−エンドグルカン活性の比は、約0.25/0.75〜0.37/0.63、例えば、約0.26/0.74〜0.36/0.64、例えば、約0.27/0.73〜0.35/0.65、例えば、約0.28/0.72〜0.34/0.66、例えば、約0.29/0.71〜0.33/0.67、例えば、約0.30/0.70〜0.32/0.68、例えば、約0.31/0.69である。
いくつかの特定の実施態様において、本発明による酵素複合体は、種トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)の発酵によって得られる発現産物と、種ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の発酵によって得られる発現産物との組合せに由来し、ここで、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)に由来する、および、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)に由来する、ベータ−1,4−エンドグルカン活性の比は、約0.25/0.75〜0.37/0.63、例えば、約0.26/0.74〜0.36/0.64、例えば、約0.27/0.73〜0.35/0.65、例えば、約0.28/0.72〜0.34/0.66、例えば、約0.29/0.71〜0.33/0.67、例えば、約0.30/0.70〜0.32/0.68、例えば、約0.31/0.69〜である。
いくつかの実施態様において該酵素複合体は、ロータリングおよび/またはマッシュ濾過および/またはビール濾過を補助するために、マッシュにおいて使用される。
いくつかの実施態様において該酵素複合体は、マッシュ分離を補助するために、マッシュにおいて使用される。
いくつかの実施態様において、たとえば、酵素なしの対照群と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも30%、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも2%、5%、または10%の低下などの、麦汁残留β−グルカンにおける低下がある。
いくつかの実施態様において、例えば、酵素なしの対照群と比較して、少なくとも2.5%、少なくとも5%、または少なくとも7.5%の低下などの、低下した麦汁粘度等の粘度がある。
いくつかの実施態様において、例えば、酵素なしの対照群と比較して、少なくとも5%、例えば、少なくとも10%、または少なくとも20%、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも2.5%、少なくとも5%、または少なくとも10%の上昇などの、醸造サイクル/日における上昇があり、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)成分に基づく同一または匹敵する酵素活性を有する。
いくつかの実施態様において、増進したろ過性がある。
いくつかの実施態様において、増進したマッシュ分離がある。
いくつかの実施態様において、マッシュ分離間の上昇した流率、例えば、酵素なしの対照群と比較して、少なくとも10%、少なくとも15%、または少なくとも20%の、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも2.5%、少なくとも5%、または少なくとも10%の、上昇がある。
前記流率は、合計分離時間から計算される平均流率として定義されることが、理解されるべきである。
いくつかの実施態様において、スパージングまたは抽出時間における減少、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、または少なくとも20%の減少がある。
いくつかの実施態様において、合計ロータリング時間における減少がある。
いくつかの実施態様において、減少した合計マッシュ分離時間、例えば、酵素なしの対照群と比較して、少なくとも5%、少なくとも10%、または少なくとも15%の、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも2.5%、少なくとも5%、または少なくとも10%の減少がある。
いくつかの実施態様において、ろ過池に関するマッシュ再循環の間、および/またはロータリングのプロセス間において、ろ過池にわたる減少した平均ΔPがある。
ΔPは、該池にわたる圧力降下を指すことが、理解されるべきである。
いくつかの実施態様において、ろ過池に関するマッシュ再循環の間、および/またはロータリングプロセスの間、分離表面わたる減少した平均ΔPがある。
いくつかの実施態様において、マッシュ分離プロセスの間、分離表面にわたる平均ΔPの減少、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも5%、少なくとも10%、または少なくとも15%の減少がある。
いくつかの実施態様において、麦汁もやにおける変化がない。
いくつかの実施態様において、麦汁ペントサンにおける低下があるがある。
いくつかの実施態様において、改善した抽出物収率がある。
いくつかの実施態様において、ビール濾過間における上昇した流率がある。
いくつかの実施態様において、ビール濾過の間、ろ過器にわたる圧力増強における徐々の減少、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある。
いくつかの実施態様において、減少したビールもや、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある。
いくつかの実施態様において、泡安定性における減少がない。
いくつかの実施態様において、減少したビールβ−グルカン、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある。
いくつかの実施態様において、ビールペントサンにおける減少、例えば、酵素なしの対照群と比較して、少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある。
いくつかの実施態様において、トン グリストごとの約0.5kg未満の酵素複合体が、醸造マッシュの生産のためのプロセスにおいて、例えば、麦芽酒ビールの生産において、および/またはウイスキー生産において、使用される。いくつかの実施態様において、トン グリストごとの約0.4kg未満の酵素複合体が、使用され、例えば、トン グリストごとに約0.3kg未満の酵素複合体が、使用され、例えば、トン グリストごとに約0.25kg未満の酵素複合体が、使用され、例えば、トン グリストごとに約0.2kg未満の酵素複合体が、使用され、例えば、トン グリストごとに約0.19kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.18kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.17kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.16kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.15kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.14kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.13kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.12kg未満の酵素複合体、例えば、トン グリストごとに約0.11kg未満の酵素複合体が、使用される。
本発明に従って使用される菌の株は、上で触れた寄託された株の培養物であってよいが、上で触れた単離されおよび寄託された株と実質的に等しい特性を有する株の培養物であってもよいことが、理解されるべきである。好ましい実施態様において、該株は、該寄託された株またはその子孫である。
本発明によって使用されるトリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物は、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)等の任意のトリコデルマに由来するもの、例えば、Novozymes A/Sから入手できる組成物 celluclast(登録商標)であってもよい。celluclast(登録商標)は、水溶性セルロースの基質に対する著しい粘度低下効果を有する。あるいは、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)から生産され、そして、Danisco A/Sから入手できる、ラミネックス(登録商標)BG、商用セルラーゼ調製物が、使用されてもよい。
本発明によって使用されるペニシリウム属の種の発酵によって得られる発現産物は、任意のペニシリウム、例えば、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)に由来してもよい。
いくつかの実施態様において、該株は、ブダペスト条約の下で、国際菌類学研究所において、番号 IMI 378536の下で、寄託されたペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)、またはその誘導体もしくは子孫である。あるいは、該ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)は、WO9957325において開示されるとおりである。いくつかの代替的な実施態様において、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)に由来する発現産物であるラミネックス(登録商標)C2K(Danisco A/Sから得られる)が、本発明によって使用される。
ラミネックス(登録商標)スーパーは、ロータリングまたはマッシュ濾過における補助のためにマッシュにおいて使用されるべき醸造酵素産物である。該ラミネックス(登録商標)スーパー産物は、2つの異なる発酵酵素産物、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)セルラーゼ、およびトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)セルラーゼのブレンドである。ラミネックス(登録商標)スーパーは、Danisco A/Sから得られる。ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)成分は、麦汁粘度を低下させる、およびロータリングまたはマッシュ濾過を改善する可溶化β−グルカンおよびキシランを加水分解するために、含められる。トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)成分は、麦汁において低測定(Megazyme 混合−接続ベータ−グルカンアッセイ手順による)β−グルカンを手に入れるために、およびビール濾過割合を上昇させるために、含められる。
ラミネックス(登録商標)BG−Danisco A/Sから得られ、ビール濾過を改善させるために使用されるT.リーゼイ産物(複数も可)
ラミネックス(登録商標)スーパー産物は、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)濃縮物からの1575u/g(「アッセイ1」によって決定される)、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からの2362u/g(「アッセイ1」によって決定される)を構成するものとして、定義される。
これは、最終ラミネックス(登録商標)スーパー産物仕様において3900u/gに四捨五入された。ラミネックス(登録商標)スーパー仕様は、以下のとおりである。
セルラーゼ活性≧3900u/g(「アッセイ1」によって決定される)
pH3.7−4.2
Micro仕様は標準的であろう
0.25% ナトリウム安息香酸エステルを用いて安定化
ラミネックス(登録商標)XGは、種トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)の発酵によって得られる発現産物と、種ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の発酵によって得られる発現産物との組合せに由来し、ここで、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)由来の、およびトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)由来のベータ−1,4−エンドグルカン活性の比は、約0.25/0.75から0.37/0.63である酵素複合体、例えば、約2363u/g(「アッセイ1」によって測定された活性)が、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)濃縮物に由来し、約5315u/g(「アッセイ1」によって測定された活性)が、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)に由来する酵素複合体で構成されるとして定義される。この特定の実施態様において、ラミネックス(登録商標)XG産物は、「アッセイ」の下で記載される「アッセイ1」によって測定した活性Uに基づく、0.31/0.69のペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)/トリコデルマ比を与える。
実験室規模のマッシュ研究1
酵素活性:
この特定の実験のために混合されたラミネックス(登録商標)スーパー産物:
名目活性:3937CMCu/g。測定された活性:3682CMCu/g(方法「アッセイ1」によって測定される活性)0.2kg/トン グリストで投与、736400CMCu/トン グリスト(= 0.736u/g グリスト)の付与。
「アッセイ1」によって測定されるCMC活性に基づく、0.40xP.フニクロサム(funiculosum)産物および0.60xT.リーゼイ産物のラミネックス(登録商標)スーパー産物定義の付与。
− P.フニクロサム(funiculosum)からの活性寄与 − 0.295 CMCu/g グリスト
− T.リーゼイからの活性寄与 − 0.442 CMCu/g グリスト。
ラミネックス(登録商標)スーパー(0.200kg/トン グリスト)+ T.リーゼイ成分(ラミネックス(登録商標)XG)の50%活性:
3682 CMCu/g(「アッセイ1」によって測定される活性)0.2kg/トン グリストで投与 + 0.09534g T.リーゼイ成分(12539 CMCu/g、「アッセイ1」による)/g ラミネックス(登録商標)スーパー産物、975494 CMCu/トン グリスト(= 0.975u/g グリスト)の付与
− P.フニクロサム(funiculosum)からの活性寄与 − 0.295 CMCu/g グリスト
− T.リーゼイからの活性寄与 − (0.442 + 0.239)CMCu/g = 0.681 CMCu/g グリスト。
ラミネックス(登録商標)XG 実験室規模のマッシュ研究1におけるP.フニクロサム(funiculosum)/T.リーゼイ寄与比 − 0.30/0.70
ラミネックス(登録商標)スーパー(0.200kg/トン グリスト)対、ラミネックス(登録商標)スーパー(0.200kg/トン グリスト)+ 50%活性の10% Fawcettのオオムギマッシュ(90% Fawcettの麦芽:10% Fawcettのオオムギ)におけるT.リーゼイ成分のテスト:− 合計250g水中の50g グリスト。マッシング分析結果:0.5mmで挽いた50gの混合グリストが使用され、190ml水が67°Cで加えられた。マッシング温度サイクルは、65°Cで60分、次に、72°Cで10分であった。マッシュは、次に、冷却され、250g重量へ上げ、および溝付きろ過紙(Ederol 12)を通してろ過された。
ラミネックス(登録商標)スーパー産物と比較して、T.リーゼイ成分の50%加えられた別活性を有するラミネックス(登録商標)スーパーの酵素溶液(0.200kg/トン グリスト)は、
・低下した麦汁残留β−グルカン(図1参照)
・上昇した濾過(図1参照)
を示した。
低下した麦汁残留β−グルカンは、低下した粘度および下記上昇した麦汁分離/濾過のための潜在性、ならびに醸造サイクル/日における上昇の潜在性を表す。
上昇した濾過は、中断(ラッキング等)なしの濾過サイクルの長さが上昇する肯定的な潜在性を表し、これは、順に合計濾過時間を減少させ、それゆえ、醸造サイクル/日における上昇を結果しえた。
実験室規模のマッシュ研究 2
酵素活性:
ラミネックス(登録商標)スーパー:
4380CMCu/g(単一成分寄与から計算される活性)を0.2kg/トン グリストで投与、876000CMCu/トン グリスト(= 0.876u/g グリスト)の付与。
P.フニクロサム(funiculosum)成分、2069 CMCu/g(「アッセイ1」による)で寄与、0.414 CMCu/g グリストに対応。
T.リーゼイ成分、2311 CMCu/g(「アッセイ1」による)で寄与、0.462 CMCu/g グリストに対応。
この研究におけるラミネックス(登録商標)スーパー産物に対するP.フニクロサム(funiculosum)/T.リーゼイ寄与比は、0.47/0.52である。
ラミネックス(登録商標)XG(ラミネックス(登録商標)スーパー 1.5倍濃縮+ T.リーゼイ成分の付加的な別50%活性):
8304 CMCu/g(単一成分寄与から計算される活性)、0.133kg/トン グリストで投与、1104432 CMCu/トン グリスト(= 1.104u/g グリスト)の付与。
P.フニクロサム(funiculosum)成分、3104 CMCu/g(「アッセイ1」による)で寄与、0.413 CMCu/g グリストに対応
T.リーゼイ成分、5200CMCu/g(「アッセイ1」による)で寄与、0.692 CMCu/g グリストに対応
ラミネックス(登録商標)XG 実験室規模のマッシュ研究2におけるP.フニクロサム(funiculosum)/T.リーゼイ寄与比−0.37/0.63
ラミネックス(登録商標)スーパー(0.200kg/トン グリスト)対、混合グリスト− 25.8% スピッツ 麦芽および74.2%ピルスナー麦芽 − マッシュにおけるラミネックス(登録商標)XG(0.133kg/トン グリスト)のテスト。マッシュ分析結果:50gグリストは、150g水とともに、マッシュされ、そして、表1において与えられるマッシュ計画が、続けて行われた:
Figure 2012525831
マッシングの終わりに、30ml温水(76°Cで)が、各々のマッシュに加えられ、そして、該マッシュは、Ederol 12ろ過器紙を使用して温ろ過された。
ラミネックス(登録商標)スーパー産物(0.2kg/トン グリスト投与)と比較して、ラミネックス(登録商標)XG(0.133kg/トン グリスト投与)の酵素溶液は、
・低下した残留麦汁β−グルカン濃度(図2参照)
・徐々に上昇した濾過体積(図2参照)
・低下した麦汁粘度(図2参照)
を示した。
麦汁β−グルカン濃度の低下の重要性は、明確ではないが、しかしながら、理論は、低下した麦汁β−グルカンを、低下した麦汁粘度に結び付ける。マッシュ分離を醸造プロセスのボトルネックとして、結果としての肯定的な上昇は、マッシュ分離に費やされる時間が減少したことに起因して醸造サイクル/日の数を上昇させることによって、醸造所容量を上昇させることができた。
より高い濾過割合は、濾過に費やされる時間を肯定的に減少させ、潜在的に、醸造サイクル/日の数を上昇させることによって、醸造所容量における上昇を結果する。
低下した麦汁粘度は、濾過割合を上昇させ、それゆえ、醸造所容量を上昇させる肯定的な潜在性を有する。
試験的醸造検査
実験室規模のマッシュ研究2と同一の酵素組成物。
ラミネックス(登録商標)スーパー(0.200kg/トン グリスト等価物)およびラミネックス(登録商標)XG(ラミネックス(登録商標)スーパー 1.5倍濃縮+ 付加的な50%別活性、T.リーゼイ成分の場合)(0.133kg/トン グリスト)のテスト。該試験的醸造マッシング研究は、31kg 混合グリスト − 25.8%スピッツ麦芽および74.2%ピルスナー麦芽 − 110Lのマッシュ体積中を使用して実施された。マッシング分析結果は、表2において見られる。
Figure 2012525831
試験的醸造マッシング検査
ラミネックス(登録商標)スーパーと比較して、マッシングプロセスにおいてラミネックス(登録商標)XGを加えることは、以下を結果する。
・13%まで減少したスパージング時間(表3参照)
減少したスパージング時間は、麦汁分離に費やされる時間の減少に肯定的に寄与し、それゆえ、醸造サイクル/日の数が上昇することによって、醸造所容量を潜在的に上昇させる。
・ラミネックス(登録商標)スーパーと比較して8%までの、そして、水対照群(酵素を加えない)と比較して20%までの、合計ロータリング時間の減少(表3および図3参照)。
ロータリングプロセスを醸造プロセスのボトルネックとして、ロータリング時間を減少させることは、醸造サイクル/日の数を上昇させることによって、醸造所容量を強化する潜在性を有する。
・ロータリングプロセスの間「継続的に」測定された流率の平均として、または、「ロータリングの合計時間」ごとの「合計ろ過体積」としてのいずれかとして計算される平均流率の上昇(表3および図3参照)。
上昇した平均流率は、麦汁分離に費やされる合計時間を肯定的に減少させ、それゆえ、潜在的に、醸造所容量を上昇させることができた。
・ロータリングプロセスの間のろ過池にわたる平均ΔPの19%までの減少(表3参照)。
潜在的に、ろ過池にわたる平均ΔPの減少は、ろ過池ラッキングの必要性の減少を結果し、そして、ろ過された体積を徐々に上昇させることができた。両方の因子は、ロータリング時間を減少させ、それゆえ、醸造所容量を上昇させる肯定的な潜在性を有する。
・ろ過池に関するマッシュ再循環の間の減少した圧力増強(22%まで)、およびロータリング間の減少した圧力増強(24%まで)(表3参照)。
再循環およびロータリング間の両方の減少した圧力増強は、濾過を上昇させ、それゆえ、合計ロータリング時間を減少させるのに寄与する潜在性を有する。かさねて、これは、上昇した醸造所容量を結果することができた。濾過の割合の上昇は、圧力における上昇と通常結び付けられるであろうから、見られる効果は、とりわけ強い。−そして、本データは、濾過における上昇と同時に、圧力増強における減少を示す。
・麦汁もやにおける無変化(表3参照)
もやは、変化せず、上昇したもやが、レイキングの誘導の選択を結果する因子でありえたので、このことは、肯定的である。ラッキングは、時間消費であり、麦汁分離の合計時間を上昇させ、それゆえ、醸造所容量を減少させるであろう。
・ロータリング間の「合計圧力増強」の24%までの減少(表3および図3参照)。
麦汁分離の間の「合計圧力増強」の減少は、濾過割合を上昇させ、それゆえ、麦汁分離プロセスに費やされる時間を減少させることによって、醸造所容量を上昇させるであろう。
・圧力増強によって誘導されるろ過池ラッキングがないこと。表3の下の(1)によって示されるように、強制的ラッキングだけが、マッシング工程でラミネックス(登録商標)XGを包含させる際に、導入された(表3の(1)に示される)。
スパージング時間を減少させることは、合計ロータリング時間における減少、および醸造サイクル/日の数における潜在的な上昇に寄与する。
Figure 2012525831
マッシングプロセスにおいてラミネックス(登録商標)XGを加えたマッシュの麦汁サンプル解析は、以下を結果する。
・Megazyme混合接続ベータ−グルカン方法(標準的なAOAC方法995.16を順守したMegazymeカタログ参考文献K−BGLU)によって測定した麦汁β−グルカンの減少(表4参照)。
麦汁残留β−グルカンの減少は、麦汁粘度における肯定的な減少、それゆえ、醸造サイクル/日の数を上昇させることによる濾過および醸造所容量の上昇を結果することができた。
・2.3%までの抽出物の上昇(表4参照)。
抽出物における上昇は、醸造所収率における肯定的な上昇、−同一量の生材料から生産されるより多くの産物−他の用語でいうと、よりコスト効率的な方法での醸造所容量の上昇を与えるであろう。
Figure 2012525831
試験的醸造ビール濾過
ラミネックス(登録商標)スーパーと比較して、マッシングプロセスにおいてラミネックス(登録商標)XGを加えることは、以下を結果する。
・ビール濾過間における流率の上昇(表5参照)。
ビール濾過の間の流率の上昇は、濾過容量の上昇の肯定的な効果を有し、それゆえ、別のブライトビールタンク(BBT)容量の必要を潜在的に減少(制限)させる。(BBTは、濾過後充填までビール保存のために使用される圧力タンクである。これらのタンクは、安定な圧力を維持し、二酸化炭素の損失を避け、そして、泡の形成を阻むことができる。)
・徐々に起こるろ過器にわたる圧力増強の顕著な減少(表5参照)。
ろ過器にわたる圧力増強における徐々の減少は、洗浄の間の濾過サイクルの長さを徐々に肯定的に上昇させる。これは、適所の洗浄、水およびエネルギー消費を肯定的に制限する。また、必要とされるろ過器材料量は、減少し、コスト節約がもたらされる。洗浄の間のより長い濾過サイクルは、ビール濾過プロセスの開始および停止から来るビールの損失を肯定的に低下させる。
Figure 2012525831
試験的醸造ビール解析
マッシングプロセスにおいてラミネックス(登録商標)XGを加えたマッシュから生産されたビールの解析は、以下を示す。
・ビールベータ−グルカンの減少(表6参照)
減少したビールβ−グルカンは、ビール粘度を肯定的に減少させ、それゆえ、濾過サイクルを上昇させ、ろ過助剤およびユーティリティ消費を低下することができた(コスト節約)。
・ビールもやの減少(表6参照)。
ビールもやの主要な原因は、非ベータ−グルカン材料に関係しうる。低下したビールβ−グルカンは、減少したビールもやに肯定的に寄与し、ビールの肯定的な外見を与えることもできた。
・泡安定性における減少のなさ(表6参照 − 泡持ち値)
「ラミネックス(登録商標)スーパー 1.5倍濃度 + T.リーゼイ成分の付加的な50%別活性」を使用するビール泡安定性は、減少しなかった。それは、ビール外見および品質を損なう因子であろうから、これは、肯定的である。
・減少したビールペントサンが期待されえた。
減少したビールペントサンは、ビール濾過の上昇に肯定的に寄与することができた。
Figure 2012525831
完全スケール醸造研究。
系列1検査:
検査は、醸造ごとに9500kgのグリスト(3000kg オオムギ、6500kg 麦芽)を使用する31.6%オオムギグリスト組成物に向けられた。
表7によって実証されるように、マッシュ分離に関して良好な結果が、ラミネックス(登録商標)XGで観察された。ロータリング時間を減少させることは、醸造サイクル/日の数を上昇させることによって醸造所容量を強化する潜在性を有する。
Figure 2012525831
系列2検査:
検査は、醸造ごとに12300kgのグリスト(3500kgオオムギ、8800kg麦芽)を使用する28%オオムギグリスト組成物に向けられた。
表8によって実証されるように、ビール濾過に関する良好な結果が、ラミネックス(登録商標)XGで観察された。
・洗浄の間のビール濾過サイクルを上昇させることは、洗浄に費やされる時間を減少させること、およびビール濾過醸造サイクル/日の数を上昇させることによって、醸造所容量を強化する潜在性を有する。また、ビール濾過サイクルを上昇させることは、コスト節約、ならびに、エネルギー消費の低下、およびビール濾過の開始および停止から来るビールの損失の低下を結果する。
・ろ過助剤、およびユーティリティ消費の低下(珪藻土消費の低下)は、直接的なコスト節約を結果する。
Figure 2012525831
・表9において提示されるように、マッシングプロセスにおいてラミネックス(登録商標)XGを加えた系列2から生産されたビールの解析は、以下を示した。減少したビールベータ−グルカン。減少したビールβ−グルカンは、ビール粘度を肯定的に減少させ、それゆえ、濾過サイクルを上昇させ、およびろ過助剤およびユーティリティ消費を低下させること(コスト節約)ができた。
・ビールペントサンの低下が期待されえた。
減少したビールペントサンは、粘度を低下させることによって、ビール濾過の上昇に肯定的に寄与することができた。
・ビール動的粘度の低下。
低下したビール粘度は、濾過サイクルを肯定的に上昇させ、そして、ろ過助剤およびユーティリティ消費を低下させること(コスト節約)ができた。上昇した濾過サイクルは、ビール濾過サイクル/日の数を上昇させることによって、醸造所容量を上昇させることもできた。
Figure 2012525831
要旨−検査において使用された酵素活性投与
データは、ちょうど各々の成分からの合計活性に対する寄与の比であるPF/TR比において与えられる。PFは、ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)による寄与であり、TRは、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)による寄与である。
Figure 2012525831
アッセイ
アッセイ 1:DNSセルラーゼ活性方法(DNS CMC方法)
分類法上の名前:1,4−(1,3;1,4)−β−D−グルカン 4−グルカノヒドロラーゼ
IUB 番号:EC 3.2.1.4
原理
セルラーゼのアッセイは、β−1,4−グルカンであるカルボキシメチルセルロース(CMC)における1,4−β−D−グルコシド結合の酵素的なエンド加水分解に基づく。反応の産物(β−1,4 グルカン オリゴ糖)は、3,5−ジニトロサリチル酸試薬を使用して、還元性基における結果的な上昇を測定することによって、比色分析で決定された。酵素活性は、グルコース等価物としての還元性基の濃度と、540nmでの吸光度との関係から、計算された。
該アッセイは、pH5.0で実行されたが、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のため、異なるpH値において、遂行されることができる。
ユニット定義
セルラーゼ活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH5.0(または指定されるように)および50°C)下、分ごとに1μモル グルコース等価物を生産する酵素の量として定義される。
材料
カルボキシメチルセルロース。供給者:Megazyme Ltd。産物番号:CM−セルロース 4M D−グルコース ‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。
産物番号:10117。分子量:180.16
無水酢酸ナトリウム塩‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10236。分子量:82.03
酢酸(「氷」)‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10001。分子量:60.05
3,5−ジニトロサリチル酸 GPR(3,5−ジニトロ−2−ヒドロキシ安息香酸)。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:28235
ナトリウム水酸化物ペレット‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10252。分子量:40.00
カリウム ナトリウム(+)−酒石酸塩 ‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10219。分子量:282.22
0.1M ナトリウム酢酸塩緩衝液中、1.5%(w/v溶液)カルボキシメチルセルロース(CMC)溶液、pH5.0(基質溶液)。
3,5−ジニトロサリチル酸(DNS)溶液。
32g/L ナトリウム水酸化物ペレット、および600g/L カリウム ナトリウム(+)−酒石酸塩を含有する緩衝液中の20g/LのDNS。
グルコース標準溶液(0.50mg/ml)
手順
酵素複合体は、サンプル中へ希釈され、そして、図2において示されるグルコース標準曲線が、0、0.125、0.25、0.375、および0.5mg/mlのグルコース濃度を使用して作られた。
酵素溶液の0.25mlが、50°Cで基質溶液(1.5% w/v)の1.75mlと混合され、そして、反応は、DNS溶液を加えることによって、10分後に停止された。これに、95°Cへの5分間の加熱が続く。
光学的密度が、異なるサンプルについて、540nm(OD540nm)で測定された。
計算
酵素活性は、図2に示される標準曲線から決定される。
該活性は、次のように計算される。
Figure 2012525831
ここで、
T = ΔOD540nmテスト
= OD540nmテスト − OD540nmブランク
m = 標準曲線の勾配(おおよそ1.0)
c = 標準曲線のy軸切片(常に負数およびおおよそ−0.02)
180.16 ≡ グルコースの分子量
10 ≡ μモルに転化させる
A ≡ mlでのアッセイ体積
V ≡ mlでの酵素体積
t ≡ 分でのアッセイ時間
D ≡ 実際の酵素希釈因子(1リットルに希釈される1.000gにとってD = 1000等)
アッセイ2. エンド−1,4−β−キシラナーゼ(DNSカバ材キシラン方法)
原理
エンド−1,4−β−キシラナーゼによって触媒される反応は、β−1,4 キシラン オリゴ糖を形成するキシラン(カバ材キシランまたは穀草類置換キシラン、例えば、小麦アラビノキシラン等)における1,4−β−D−キシロシド結合のエンド加水分解を伴う。
該反応の産物(β−1,4−キシランオリゴ糖)は、3,5−ジニトロサリチル酸試薬を使用して還元性基における結果的な上昇を測定することによって、比色分析で決定された。酵素活性は、キシロース等価物としての還元性基の濃度と、540nmでの吸光度との関係から、計算される。
標準アッセイは、pH3.5で実行されたが、それは、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpH値で遂行されることができる。
ユニット定義
エンド−1,4−β−キシラナーゼ活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH3.5(または指定されるように)および50°C)下、分ごとに1μモル キシロース等価物を生産する酵素の量として、定義される。
材料:
セルラーゼ活性アッセイのために上で与えられる材料のリストを参照のこと。
カバ材キシラン。供給者:Sigma Chemical Co。産物番号:X0502
D(+)−キシロース ‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10372 分子量:150.13
0.1ナトリウム酢酸塩緩衝液中の1.5%(w/v溶液)カバ材キシラン溶液、pH4.0(基質溶液)
キシロース標準溶液(0.50mg/ml)
手順
1.75mlカバ材キシラン溶液が、0.25mlの希釈酵素溶液と、50°Cで10分間混合され、該反応は、2mlDNS溶液を加えることによって、停止させられ、続いて、95°Cへの5分間の加熱がなされた。光学的密度は、540nm(OD540nm)で測定された。
標準曲線は、0.125、0.250、0.375、0.500mg/mlキシロースから作られた。
計算
活性は、次のように計算される。
Figure 2012525831

ここで、
T = ΔOD540nmテスト
= OD540nmテスト − OD540nmブランク
m = 標準曲線の勾配(おおよそ 1.0)
c = 標準曲線のy軸切片(常に負数およびおおよそ−0.02)
150.13 ≡ キシロースの分子量
10 ≡ μモルに転化させる
A ≡ mlでのアッセイ体積
V ≡ mlでの酵素体積
t ≡ 分でのアッセイ時間
D ≡ 実際の酵素希釈因子(1リットルに希釈される1.000gにとってD = 1000等)
アッセイ 3. ラミナリナーゼ(DNSラミナリン方法)
原理
ラミナリナーゼによって触媒される反応は、1,3−β−D−グルカンにおける1,3−グルコシド結合のエンド加水分解を伴う。基質は、ラミナリン、パラミロンおよびパキマンを包含する。反応の産物(β−1,3−グルカン オリゴ糖)は、3,5−ジニトロサリチル酸試薬を使用して、還元性基における結果的な上昇を測定することによって、比色分析で決定される。酵素活性は、グルコース等価物としての還元性基の濃度と、540nmでの吸光度との関係から、計算される。該アッセイは、pH5.0および50°Cで実行されたが、それは、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpHおよび温度の値で、遂行されることができる。
ユニット定義
ラミナリナーゼ活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH5.0(または指定されるように)および50°C)下、分ごとに1μモル グルコース等価物を生産する酵素の量として、定義される。
材料
セルラーゼ活性アッセイのために上で与えられる材料を参照のこと。
ラミナリン(Laminaria digitataからの)。供給者:Sigma−Aldrich Co. Ltd。産物番号:L 9634
1.00%(w/v溶液)ラミナリン溶液(基質溶液0.1Mナトリウム酢酸塩緩衝液、pH5.0)
1.75mlラミナリン溶液は、0.25mlの希釈酵素溶液と、50°Cで、10分間混合され、そして、該反応は、2mlDNS溶液を加えることによって、停止させられた。
標準曲線は、0、0.125、0.25、0.5および0.75mg/mlグルコース溶液を使用して作られた。
光学的密度は、540nm(OD540nm)で測定された。
計算
活性は、次のように計算される。
Figure 2012525831
ここで、
T = ΔOD540nmテスト
= OD540nmテスト − OD540nmブランク
m = 標準曲線の勾配(おおよそ1.0)
c = 標準曲線のy軸切片(常に負数およびおおよそ−0.03)
180.16 ≡ グルコースの分子量
10 ≡ μモルに転化させる
A ≡ mlでのアッセイ体積
V ≡ mlでの酵素体積
t ≡ 分でのアッセイ時間
D ≡ 実際の酵素希釈因子(1リットルに希釈される1.000gにとってD = 1000等)
アッセイ 4. アラビナーゼアッセイ。
原理
アラビナーゼ活性のアッセイは、3,5−ジニトロサリチル酸試薬を使用して、還元性基における結果的な上昇を測定することによる、比色分析的な決定に基づく。酵素活性は、アラビノース等価物としての還元性基の濃度と、540nmでの吸光度との間の関係から計算された。
該アッセイは、pH3.5で実行されたが、それは、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpH値で遂行されることができる。
ユニット定義
アラビナーゼ(アラビナナーゼ(エンド−1,5−アルファ−L−アラビナナーゼ))活性の1ユニットは、アッセイの条件(pH3.5(または指定されるように)および50°C)下で、分ごとに1μモル アラビノース等価物を生産する酵素の量として、定義される。
材料
Megazyme テンサイアラビナン
アラビノース Sigma A3131 分子量:150.1
無水酢酸ナトリウム塩‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10236。分子量:82.03
酢酸(「氷」)‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10001。分子量:60.05
3,5−ジニトロサリチル酸 GPR(3,5−ジニトロ−2−ヒドロキシ安息香酸)。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:28235
ナトリウム水酸化物ペレット‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10252。分子量:40.00
カリウム ナトリウム(+)−酒石酸塩‘AnalaR’。供給者:Merck Ltd(BDH)。産物番号:10219。分子量:282.22
0.1Mナトリウム酢酸塩緩衝液中の1.5%(w/v溶液)アラビナン溶液、pH3.5(基質溶液)。
3,5−ジニトロサリチル酸(DNS)溶液。
32g/L ナトリウム水酸化物ペレット、および600g/L カリウム ナトリウム(+)−酒石酸塩を含有する緩衝液中の20g/LのDNS。
アラビナーゼ標準溶液(0.50mg/ml)
手順
酵素複合体は、サンプル中へ希釈され、グルコース標準曲線は、0、0.125、0.25、0.375、および0.5mg/mlのアラビナーゼ濃度を使用して作られた。
酵素溶液の0.25mlが、50°Cで基質溶液(1.5% w/v)の1.75mlと混合され、そして、該反応は、DNS溶液を加えることにより、10分後に、停止させられた。続いて、5分間、95°Cへ加熱された。
光学的密度が、異なるサンプルの540nm(OD540nm)で測定された。
計算
酵素活性は、標準曲線から決定される。
活性は、次のように計算される。
Figure 2012525831
ここで、
T = ΔOD540nmテスト
= OD540nmテスト − OD540nmブランク
m = 標準曲線の勾配(おおよそ 1.0)
c = 標準曲線のy軸切片(常に負数およびおおよそ−0.02)
150.13 ≡ アラビナーゼの分子量
10 ≡ μモルに転化させる
A ≡ mlでのアッセイ体積
V ≡ mlでの酵素体積
t ≡ 分でのアッセイ時間
D ≡ 実際の酵素希釈因子(1リットルに希釈される1.000gにとってD = 1000等)
アッセイ 5. アラビノフラノシダーゼアッセイ。
α−N−アラビノフラノシダーゼによって触媒される反応は、α−L−アラビノシドの、非−還元α−L−アラビノフラノシド残基での、末端結合の加水分解を伴う。該酵素は、(1,3)−および/または(1,5)−接続を含有するα−L−アラビナンであるα−L−アラビノフラノシド、アラビノキシランおよびアラビノガラクタンに対して作用する。
α−N−アラビノフラノシダーゼのアッセイは、p−ニトロフェニル α−L−アラビノフラノシドの酵素的な加水分解に基づく。アッセイは、「継続的モニタリング」というよりはむしろ「二点」方法である。酵素活性の計算は、インキュベーション期間の始めおよび終わりのみでとられる測定に基づく。反応の産物であるp−ニトロフェノールは、比色分析で決定される(pH調整後)。酵素活性は、p−ニトロフェノールの濃度と、400nmでの吸光度との間の関係から計算される。
希釈された酵素溶液の調製:
全ての酵素溶液を粉末または液体酵素調製物から、ガラス蒸留水を用いて調製する。小体積または重量を伴う大希釈工程を避けることによって、アッセイ希釈誤差を最小化する。酵素希釈を作る際、最初の酵素サンプルを検量することが、液体サンプルについてさえ、より正確である。液体サンプルの場合において、これがなされる場合、20°Cでの液体の特定重力を測定することが、したがって、必要である。
アッセイが、「継続的モニタリング」というよりはむしろ「二点」方法であるので、異なる酵素系および条件を用いてインキュベーション期間内における線形性を確保することが、重要である。基質濃度、pH、温度およびアッセイ時間の標準的なアッセイ条件下、アッセイは、ΔOD540nmテスト(T)= 0.20−1.50の範囲において、線形であることが、実証されてきた。しかしながら、優れた実践のためには、アッセイは、ΔOD540nmテスト(T)= 0.400−0.800の定義された範囲内で、作動される。
手順
各々の酵素サンプルアッセイは、3つの解析を伴う。二重のテスト(テスト)解析およびブランク(ブランク)解析。与えられる手順は、単一の酵素サンプルの解析を記載する。
Figure 2012525831
0.25mlの希釈酵素溶液が、50°Cで溶液に加えられ、4mlの0.4Mグリシン溶液、pH10.8(停止試薬)を加えることによって、反応が、10分後に停止させられた。
吸光度が、水ブランクと対照して、25°Cで400nmで測定された。
・二重のテストのために測定されたOD400nmテストを決定し、
・OD400nmブランクを決定する。
計算
Figure 2012525831
Figure 2012525831
ここで、
T = OD540nmテスト − OD540nmブランク
18300= p−ニトロフェノール(1cm経路長)についてのモル吸光係数
V = 7.25(mlでのテストにおける合計液体体積)
t = 10(分)
1u = 1μmol.分−1
E = 0.25(mlでの希釈酵素サンプルの体積)
D = 酵素希釈因子、1リットルに希釈される1mlにとってD = 1000等)
アッセイ 6.セロビオヒドロラーゼアッセイ。
原理
セロビオヒドロラーゼによって触媒される反応は、セルロースおよびセロテトラオースにおける1,4−β−D−グルコシド接続の加水分解を伴い、鎖の非−還元端からセロビオースを放出させる。
セロビオヒドロラーゼのアッセイは、p−ニトロフェニル β−D−セロビオピラノシドの酵素的な加水分解に基づく。反応の産物であるp−ニトロフェノールが、比色分析で決定される(pH調整後)。酵素活性は、p−ニトロフェノールの濃度と、400nmでの吸光度との間の関係から計算される。
アッセイは、ΔOD540nmテスト(T)= 0.400−0.800の線形に定義される範囲内で、作動される。
手順
各々の酵素サンプルアッセイは、3つの解析を伴う。二重のテスト(テスト)解析およびブランク(ブランク)解析。与えられる手順は、単一酵素サンプルの解析を記載する。
Figure 2012525831
0.25mlの希釈酵素溶液が、50°Cでテスト溶液に加えられ、30分後、4mlの0.4Mグリシン溶液、pH10.8(停止試薬)が、各々のチューブに加えられた。1cmガラスキュベットにおいて、20°Cで400nmで吸光度が、水ブランクと対照して測定された。
・二重のテストのために測定されたOD400nmテストを決定し、
・OD400nmブランクを決定する。
計算
Figure 2012525831
Figure 2012525831
ここで、
T = OD540nmテスト − OD540nmブランク
18300= p−ニトロフェノール(1cm経路長)についてのモル吸光係数
V = 7.25(mlでのテストにおける合計液体体積)
1000 = リットルに転化させる
10 = μモルに転化させる
t = 30(分)
1u = 1μmol.分−1
E = 0.25(mlでの希釈酵素サンプルの体積)
D = 酵素希釈因子、1リットルに希釈される1mlにとってD = 1000等)
アッセイ7. β−グルカナーゼアッセイ。
原理
加水分解されるべき結合に関与する還元性基を有するグルコース残基が、それ自体C−3で置換される場合、エンド−1,3(4)−β−グルカナーゼによって触媒される反応は、β−D−グルカンにおける1,3−または1,4−グルコシド結合のエンド加水分解を伴う。基質は、穀草類β−D−グルカン、ラミナリン、およびリケニンを包含する。定義によると、この酵素は、EC 3.2.1.39(エンド−1,3−β−グルカナーゼ、またはラミナリナーゼ)とは異なる。
エンド−1,3(4)−β−グルカナーゼのアッセイは、β−1,3(4)−グルカンであるオオムギβ−グルカンにおける1,3−または1,4−グルコシド結合の酵素的な加水分解に基づく。反応の産物(β−1,3(4)−グルカンオリゴ糖)は、3,5−ジニトロサリチル酸試薬を使用して、還元性基における結果的な上昇を測定することによって、比色分析で決定される。酵素活性は、グルコース等価物としての還元性基の濃度と、540nmでの吸光度との間の関係から計算される。
このアッセイにおいて、DNS試薬を加え、そして、混合した後、アッセイチューブは、沸騰した水浴(95°C最小値)に置かれ、厳密に15分間、インキュベートされる。これは、他の基質を用いてインキュベーション期間が5分であるDNSに基づく酵素アッセイとは対照的である。この変化は、テストにおいて容認できるΔOD540nmテスト(T)値の範囲にも影響を与える。
標準アッセイは、pH5.0で実行されるけれども、それは、酵素の付加的な特徴付けおよび特定のために、異なるpH値で遂行されることができる。この場合において、緩衝液溶液(下で述べる)のpHだけが変化する。
要求される試薬
全ての場合において、ベータ−グルカンを除き、重要であるのは、試薬の同一性および純度であって、供給者ではない。
ベータ−グルカン(オオムギ;培地粘度)、Megazyme Ltd、産物番号P−BGBM、粘度:20−30cSt
D−グルコース ‘AnalaR’、Merck Ltd(BDH)、産物番号10117、分子量:180.16
無水酢酸ナトリウム塩 ‘AnalaR’、Merck Ltd(BDH)、産物番号10236、分子量 82.03
酢酸(「氷」)‘AnalaR’、Merck Ltd(BDH)、産物番号10001、分子量 60.05
3,5−ジニトロサリチル酸 GPR(3,5−ジニトロ−2−ヒドロキシ安息香酸)、Merck Ltd(BDH)、産物番号.28235、
ナトリウム水酸化物ペレット‘AnalaR’、Merck Ltd(BDH)、産物番号10252、分子量 40.00
カリウム ナトリウム(+)−酒石酸塩 ‘AnalaR’、Merck Ltd(BDH)、産物番号10219、分子量282.22
試薬
1.5%(w/v 0.1Mナトリウム酢酸塩緩衝液中の溶液 pH5.0)ベータ−グルカン(オオムギ;3,5−ジニトロサリチル酸(DNS)溶液:10g DNS、16g ナトリウム水酸化物ペレット、300g カリウム ナトリウム(+)−酒石酸塩が、1000ml蒸留ガラスに溶解された。
1Mナトリウム酢酸塩緩衝液、pH5.0
グルコース標準溶液(1.000mg/ml)
手順
各々の酵素サンプルアッセイは、3つの解析を伴う。二重のテスト(テスト)解析およびブランク(ブランク)解析。グルコース標準曲線も、要求される。
0.25mlの希釈酵素溶液が、50°Cで1.75ベータ−グルカン溶液に加えられ、2mlDNS溶液が10分後に加えられ、そして、チューブが、95°C最小値で15 分間、置かれた。25°C水まで冷却される。
10mlのガラス蒸留水が、加えられ、および光学的密度が、1cm経路長キュベットを使用して540nm(OD540nm)で測定された。
・二重のテストのために測定されたOD540nmテストを決定し、
・OD540nmブランクを決定し、
・0.00mg/ml グルコース標準サンプルと対照して(または全く水と対照して)、参照される0.125、0.250、0.500、0.750mg/mlグルコース標準について、OD540nm標準を決定する。
計算
Figure 2012525831
を決定する。
活性は、次のように計算される。
Figure 2012525831
ここで、
T = ΔOD540nmテスト
= OD540nmテスト − OD540nmブランク
m = 標準曲線の勾配(おおよそ1.0)
c = 標準曲線のy軸切片(常に負数およびおおよそ−0.02)
150.13 ≡ グルコースの分子量
10 ≡ μモルに転化させる
A ≡ mlでのアッセイ体積 2.00ml使用
V ≡ mlでの酵素体積 0.25ml使用
t ≡ 分でのアッセイ時間 10分使用
D = 酵素希釈因子(1リットルに希釈される1mlにとって D = 1000等)

Claims (37)

  1. a. トリコデルマ属の種の発酵によって得られる発現産物、ならびに
    b. キシラナーゼ(EC 3.2.1.8)、セルラーゼ(EC 3.2.1.4)、およびベータ−グルカナーゼ(EC 3.2.1.6)から選択される、菌界の異なる種の任意の1つの、1または複数の酵素
    の組合せに由来する酵素複合体であって、
    ここに、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定されるベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約61%は、トリコデルマ属の発酵に由来する、酵素複合体。
  2. 異なる菌の前記1または複数の酵素が、前記異なる菌の発酵によって得られる発現産物である、請求項1に記載の酵素複合体。
  3. 前記異なる菌が、ペニシリウム属のものである、請求項2に記載の酵素複合体。
  4. 前記異なる菌の発酵によって得られる発現産物が、キシラナーゼを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  5. エンド−1,4−β−キシラナーゼ、エンド−1,3(4)−β−グルカナーゼ、セルラーゼ、ラミナリナーゼ、エンド−1,5−α−L−アラビナナーゼ、ベータ−D−グルコシド グルコヒドロラーゼ、β−キシロシダーゼ、セロビオヒドロラーゼ、グルカン 1,4−ベータ−グルコシダーゼ、キシログルカン−特異的エキソ−ベータ−1,4−グルカナーゼ、およびα−N−アラビノフラノシダーゼからなるリストから選択される1または複数の酵素活性を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  6. a.少なくとも約61%の、トリコデルマ属の発酵によって得られる発現産物、および
    b.約39%未満の、ペニシリウム属の異なる菌の発酵によって得られる発現産物
    の組合せに由来する酵素複合体であって、
    ここで、百分率は、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定されるベータ−1,4−エンドグルカン活性に基づく、酵素複合体。
  7. トリコデルマ属の発酵によって得られる前記発現産物が、種トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  8. 前記株が、ブダペスト条約の下で、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)に寄託され、2009年5月5日の日にちにDanisco A/Sによって寄託され、株名称GC セルロース A83 GICC 0004、M03000004を有する、トリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)または、その誘導体もしくは子孫である、請求項7に記載の酵素複合体。
  9. 異なる菌の発酵によって得られる前記発現産物が、種ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)の単一培養物からである、請求項1〜8のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  10. 前記株が、ブダペスト条約の下で、国際菌類学研究所に、番号IMI 378536の下で、寄託されたペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)、またはその誘導体もしくは子孫である、請求項9に記載の酵素複合体。
  11. 発酵によって得られる前記発現産物が、野生型種からである、請求項1〜10のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  12. 本明細書における「アッセイ1」によって測定して少なくとも約3000U/g、例えば、少なくとも約4000U/g、例えば、少なくとも約5000U/g、例えば、少なくとも約6000U/g、例えば、少なくとも約7000U/gの酵素活性を有し、トリコデルマ属の発酵に由来する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  13. 本明細書における「アッセイ1」によって測定して少なくとも約4000U/gの合計酵素活性を有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  14. ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)からの約2362u/g、およびトリコデルマ・リーゼイ(Trichoderma reesei)からの約5315u/gからなり、ここで、前記ユニット/gは、本明細書における方法「アッセイ1」によって決定される、請求項1〜13のいずれか1項に記載の酵素複合体。
  15. 酵素複合体を生産するプロセスであって、
    a.培地においてトリコデルマ属を発酵させて、発酵ブロスを得る工程;
    b.培地においてペニシリウム属を発酵させて、発酵ブロスを得る工程、および
    c.前記発酵からの無細胞ブロスの形状の工程a)およびb)由来の各々の酵素複合体を、回収し、および組合せて、酵素複合体を得る工程、ここで、本明細書における「アッセイ1」方法によって測定したベータ−1,4−エンドグルカン活性の少なくとも約61%が、トリコデルマ属の発酵に由来する、
    を含む、プロセス。
  16. 得られる酵素複合体が、請求項1〜14のいずれか1項において定義される、請求項15に記載のプロセス。
  17. 請求項15〜16のいずれか1項に記載のプロセスによって得られうる、酵素複合体。
  18. 醸造マッシュの生産のための、例えば、麦芽酒、例えばビール、例えば麦芽酒ビール、の生産における、および/またはウイスキー生産における、ならびに/またはバイオ燃料生産における、プロセスにおける、請求項1〜14のいずれか1項に記載の酵素複合体の使用。
  19. 酵素複合体が、ロータリングおよび/またはマッシュ濾過ならびに/またはビール濾過における補助のためにマッシュにおいて使用される、請求項18に記載の使用。
  20. ペニシリウム・フニクロサム(Penicillium funiculosum)成分に基づく同一または匹敵する酵素活性を有し、醸造サイクル/日における上昇、例えば、酵素なしの対照群と比較して少なくとも5%、少なくとも10%、もしくは少なくとも20%の、または、ラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも2.5%、少なくとも5%、もしくは少なくとも10%の上昇がある、請求項18〜19のいずれか1項に記載の使用。
  21. 増進したマッシュ分離がある、請求項18〜20のいずれか1項に記載の使用。
  22. マッシュ分離の間において上昇した流率がある、例えば、酵素なしの対照群と比較して少なくとも10%、少なくとも15%、または少なくとも20%の、または、ラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも2.5%、少なくとも5%、または少なくとも10%の、上昇がある、請求項18〜21のいずれか1項に記載の使用。
  23. 減少した合計マッシュ分離時間がある、例えば、酵素なしの対照群と比較して少なくとも5%、少なくとも10%、もしくは少なくとも15%の、または、ラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも2.5%、少なくとも5%、もしくは少なくとも10%の減少がある、請求項18〜22のいずれか1項に記載の使用。
  24. 減少したスパージングまたは抽出時間がある、例えば、酵素なしの対照群、または、ラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも15%、または少なくとも20%の減少がある、請求項18〜23のいずれか1項に記載の使用。
  25. マッシュ分離プロセスの間における、分離表面にわたる平均ΔPの減少がある、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して、少なくとも5%、少なくとも10%、または少なくとも15%の減少がある、請求項18〜24のいずれか1項に記載の使用。
  26. 麦汁残留βグルカンにおける低下、例えば、酵素なしの対照群と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、もしくは少なくとも30%の、または、ラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも2%、5%、もしくは10%の低下がある、請求項18〜25のいずれか1項に記載の使用。
  27. 低下した麦汁粘度、例えば、酵素なしの対照群と比較して少なくとも2.5%、少なくとも5%、または少なくとも7.5%の低下がある、請求項18〜26のいずれか1項に記載の使用。
  28. 麦汁ペントサンにおける低下がある、請求項18〜27のいずれか1項に記載の使用。
  29. 改善した抽出物収率がある、請求項18〜28のいずれか1項に記載の使用。
  30. 麦汁もやにおける変化がない、請求項18〜29のいずれか1項に記載の使用。
  31. ビール濾過の間において、上昇した流率がある、請求項18〜30のいずれか1項に記載の使用。
  32. ビール濾過の間、徐々に生じるろ過器にわたる圧力増強における減少、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある、請求項18〜31のいずれか1項に記載の使用。
  33. 減少したビールもやがある、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある、請求項18〜32のいずれか1項に記載の使用。
  34. 泡安定性における減少がない、請求項18〜33のいずれか1項に記載の使用。
  35. 減少したビールβ−グルカンがある、例えば、酵素なしの対照群、またはラミネックス(登録商標)スーパーを使用する対照群と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある、請求項18〜34のいずれか1項に記載の使用。
  36. 減少したビールペントサンがある、例えば、酵素なしの対照群と比較して少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも25%の減少がある、請求項18〜35のいずれか1項に記載の使用。
  37. 果汁、ワイン、穀物加工、燃料アルコール、および飲料アルコールの生産における、酵素複合体の使用。
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