穩(wěn)定化的酶組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及穩(wěn)定化的酶組合物。更具體地，本發(fā)明涉及用咖啡衍生的材料穩(wěn)定化 的酶組合物。穩(wěn)定化的酶組合物在咖啡產(chǎn)品的生產(chǎn)中特別有用。
【背景技術(shù)】
[0002] 食物級的酶一般通過微生物發(fā)酵或通過從植物或動物組織提取來生產(chǎn)。一般處于 水溶液中的粗品酶，可以通過一些技術(shù)，例如離心、膜超濾、微量過濾、鹽沉淀、溶劑沉淀等 來純化和濃縮。然后精煉的酶被標準化并配制成可銷售的形式，例如水溶液、干燥的粒狀粉 末或附聚的粒狀。未配制的制劑，例如含水的酶濃縮物或鹽沉淀物，常用于研宄目的而很少 作為商業(yè)上的酶，這是由于在處理中的難度、微生物生長的高概率和/或保存期間活性的 降低。酶的穩(wěn)定化涉及在加工和保存期間抑制微生物生長和保持酶活性兩方面。酶活性可 能由于多種自然過程而降低，包括氧化、熱水解和蛋白水解。微生物生長在含水系統(tǒng)中更常 見，而在干燥制劑中很少發(fā)生問題。然而，不是所有的酶都可以容易地干燥，而且在許多情 況下由于沒有空氣傳播的污染物和使用方便，含水制劑可能是優(yōu)選的。
[0003] 某些允許用于食物的材料或成分可以添加到液體或干燥的酶制劑中，以（1)在純 化、加工、保存和/或誤用（abuse)期間穩(wěn)定酶活性，（2)抑制微生物的生長，（3)允許活性 成分的標準化，和/或（4)便于更方便地分配酶。這些材料或成分包括，抑制產(chǎn)品中的微 生物生長的抗微生物劑，在干燥、保存或誤用期間保持酶活性的穩(wěn)定劑，幫助弄濕或分散酶 的分散劑，在配制和使用期間控制PH值的緩沖劑，和允許將活性調(diào)整到標準化水平并便于 酶的分配的填充劑/標準化試劑。食物級別的抗微生物劑的實例包括山梨酸、丙酸、山梨 酸鉀、異抗壞血酸鈉。其它穩(wěn)定劑包括糖類，例如蔗糖和乳糖，多元醇，例如甘油、山梨糖醇、 甘露糖醇，鹽，例如氯化鈉、氯化鉀、氯化按，有機酸，例如檸檬酸，蛋白材料，例如脫脂奶和 乳清蛋白濃縮物等等，低聚物，例如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇，和兩性材料，例如甜菜堿和 γ-氨基二丁酸。穩(wěn)定化的機制（作用方式）通常不是都完全清楚；但似乎涉及保護酶蛋白 (或在某些情況下，活性所需的非蛋白實體）免于熱極限、干燥、剪切、滲透應(yīng)力、PH應(yīng)激、離 子梯度、蛋白水解和其它有害的影響力的變性和滅活。緩沖劑包括乙酸、乙酸鈉、磷酸鈉、硫 酸、碳酸鈣等等。分散劑包括卵磷脂、皂苷等等。如果酶制劑將要被干燥，那么優(yōu)選在干燥 之前向水性液體中添加制劑或穩(wěn)定成分，因為它們較好地與酶混合并且在干燥期間穩(wěn)定劑 可以保護酶。
[0004] 可溶咖啡，也稱為速溶咖啡，是相對于傳統(tǒng)的焙炒和磨制咖啡（R&G)的一種便利 的選擇。然而，速溶咖啡常常用快速制備的方便性換取了 R&G豆的濃風(fēng)味。可溶咖啡一般通 過對焙炒和磨制（R&G)咖啡的提取和熱水解作用、繼之以對提取物的分離和干燥來制備。 可溶咖啡常常由于高度的加工和相關(guān)的損失而具有不平衡的風(fēng)味和香味。在這種方法中 使用的高溫和壓力常常生產(chǎn)不希望的臭味，從而產(chǎn)生與傳統(tǒng)的R&G咖啡相比品質(zhì)較低的產(chǎn) 品。
[0005] 可溶咖啡的低質(zhì)量已經(jīng)是長期的問題。已經(jīng)進行了各種嘗試來設(shè)計高產(chǎn)的、可溶 的咖啡的方法，其消除不希望的臭味并盡可能多地保持了咖啡風(fēng)味和香味。已經(jīng)研宄了在 可溶咖啡的生產(chǎn)中使用酶，以求解決這個長期的問題。
[0006] 例如，Kellogg的美國專利No. 2, 282, 138描述了使用轉(zhuǎn)化酶，例如，高峰淀粉酶來 處理咖啡材料的可溶咖啡生產(chǎn)。這個方法使用高壓蒸汽（15psi)來軟化和疏松咖啡豆基 質(zhì)，繼之以冷卻，隨后在基本上不高于65°C且一般在48和54°C之間的溫度下用酶處理。
[0007] Colton的美國專利4, 983, 408描述了一種在使磨制的咖啡經(jīng)歷"蒸汽爆發(fā)（steam explosion)"預(yù)處理、繼之以急速減壓到大氣壓力之后，使用酶來使咖啡組分溶解的方法。 使用的酶包括淀粉酶、半纖維素酶、纖維素酶、蛋白酶、纖維二糖酶、果膠酶和脂肪酶。
[0008] Small等的美國專利No. 4, 904, 484描述了一種通過在最終焙炒之前用酶處理生 的或部分焙炒的咖啡豆來生產(chǎn)R&G咖啡的方法。使用的酶包括細胞壁消化酶、細胞保存組 分消化酶或酚氧化酶。細胞壁消化酶包括纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、葡聚糖酶、甘露聚 糖酶和木質(zhì)素酶（Iigninase)。細胞保存組分消化酶包括淀粉酶、葡糖苷酶、甘露糖苷酶、葡 聚糖酶和蛋白酶。酚氧化酶包括酪氨酸酶、酚酶，和其它提取物，例如茶、蘋果汁、梨汁和葡 萄汁。
[0009] 已經(jīng)報道了使用咖啡材料，例如用過的咖啡渣滓作為酶的微生物生產(chǎn)的發(fā)酵營養(yǎng) 物。參見，例如，Regalado 等人，J. Sci. Food Agr.，80 :9,第 1343-1350 頁（2000)。
[0010] 更新近地，已經(jīng)制備了在水解方法中使用酶、偶聯(lián)膜通透技術(shù)制備的可溶咖啡提 取物（參見2005年7月18日提交的歐洲專利申請05106563. 9,在此引入作為參考）。將 焙炒的咖啡固體精細地濕磨以形成咖啡漿。用有效量的適合的酶來處理咖啡漿以形成反 應(yīng)混合物，然后在約20到約90°C處理來水解焙炒的咖啡固體的咖啡組分以形成可溶咖啡 材料。用水提取可溶咖啡材料，然后使用半透膜分離成包含酶和其它不溶性顆粒的滯留物 (retentate)，和包含純化的可溶咖啡提取物的滲透物（permeate)。在這個方法中特別有用 的酶包括水解酶，例如甘露聚糖酶、纖維素酶、半纖維素酶、蛋白酶、果膠酶、核酸酶和脂肪 酶。該方法提供了與熱加工相比具有更為平衡的、優(yōu)越的風(fēng)味、而沒有不希望的熱降解化合 物的可溶咖啡，同時保持了相當(dāng)?shù)脑鋈艿寐省?br>[0011] 雖然通過顯著地降低產(chǎn)品暴露的熱輸入，酶使得克服可溶咖啡制造領(lǐng)域的許多局 限成為可能，但它們在咖啡加工中的結(jié)合可能帶來一定程度的復(fù)雜性。酶蛋白本身是高分 子量的，并將通過可溶咖啡加工來除去，但是許多一般的制劑或穩(wěn)定成分是低分子量的，并 將保留在最終產(chǎn)品中。具體地，用于在保存期限保存期間穩(wěn)定酶活性的成分可能被帶入成 品中，且可能引起不希望的質(zhì)量副作用。例如，雖然歐洲專利申請05106563.9中描述的方 法使用了膜分離，但但這些制劑成分可能通過膜，并且在可溶咖啡產(chǎn)品中被濃縮。甚至例如 麥芽糖糊精這樣的起初不溶的制劑試劑也可能被酶加工部分地溶解并出現(xiàn)在咖啡產(chǎn)品中。 除去這些制劑試劑也將提高加工的復(fù)雜度和成本。
[0012] 因而，仍然需要提供生產(chǎn)可溶咖啡的有效的方法，所述可溶咖啡保持了類似于R&G 咖啡的濃郁的咖啡風(fēng)味和香味，所述方法使用酶但沒有通常用于穩(wěn)定這些酶制劑的常規(guī)制 劑成分。此外，仍然需要提供降低了成本和單位操作的可溶咖啡生產(chǎn)的簡單方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明概述
[0013] 本發(fā)明涉及穩(wěn)定化的酶組合物。更具體地，本發(fā)明涉及用咖啡衍生的材料穩(wěn)定化 的酶組合物。本發(fā)明的穩(wěn)定化的酶組合物具有與常規(guī)的穩(wěn)定化制劑相當(dāng)?shù)幕钚越M分穩(wěn)定 性，但僅含有咖啡衍生的制劑成分。本發(fā)明的穩(wěn)定化的酶組合物可用于任何需要避免含入 常規(guī)的穩(wěn)定劑和其它增強穩(wěn)定性的添加劑的應(yīng)用中。穩(wěn)定化的酶組合物在可溶咖啡和其它 咖啡產(chǎn)品的酶促生產(chǎn)中特別有用。
[0014] 本發(fā)明提供了穩(wěn)定化的酶組合物，其包含酶和有效量的用來穩(wěn)定酶的咖啡衍生的 材料。優(yōu)選的，該穩(wěn)定化的酶基本上由酶和有效量的用