[发明专利]稳定化的酶组合物

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及稳定化的酶组合物。更具体地，本发明涉及用咖啡衍生的材料稳定化的酶组合物。稳定化的酶组合物在咖啡产品的生产中特别有用。

背景技术

[0002]食物级的酶一般通过微生物发酵或通过从植物或动物组织提取来生产。一般处于水溶液中的粗品酶，可以通过一些技术，例如离心、膜超滤、微量过滤、盐沉淀、溶剂沉淀等来纯化和浓缩。然后精炼的酶被标准化并配制成可销售的形式，例如水溶液、干燥的粒状粉末或附聚的粒状。未配制的制剂，例如含水的酶浓缩物或盐沉淀物，常用于研究目的而很少作为商业上的酶，这是由于在处理中的难度、微生物生长的高概率和/或保存期间活性的降低。酶的稳定化涉及在加工和保存期间抑制微生物生长和保持酶活性两方面。酶活性可能由于多种自然过程而降低，包括氧化、热水解和蛋白水解。微生物生长在含水系统中更常见，而在干燥制剂中很少发生问题。然而，不是所有的酶都可以容易地干燥，而且在许多情况下由于没有空气传播的污染物和使用方便，含水制剂可能是优选的。

[0003]某些允许用于食物的材料或成分可以添加到液体或干燥的酶制剂中，以(1)在纯化、加工、保存和/或误用(abuse)期间稳定酶活性，(2)抑制微生物的生长，(3)允许活性成分的标准化，和/或(4)便于更方便地分配酶。这些材料或成分包括，抑制产品中的微生物生长的抗微生物剂，在干燥、保存或误用期间保持酶活性的稳定剂，帮助弄湿或分散酶的分散剂，在配制和使用期间控制pH值的缓冲剂，和允许将活性调整到标准化水平并便于酶的分配的填充剂/标准化试剂。食物级别的抗微生物剂的实例包括山梨酸、丙酸、山梨酸钾、异抗坏血酸钠。其它稳定剂包括糖类，例如蔗糖和乳糖，多元醇，例如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇，盐，例如氯化钠、氯化钾、氯化铵，有机酸，例如柠檬酸，蛋白材料，例如脱脂奶和乳清蛋白浓缩物等等，低聚物，例如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇，和两性材料，例如甜菜碱和γ-氨基二丁酸。稳定化的机制(作用方式)通常不是都完全清楚；但似乎涉及保护酶蛋白(或在某些情况下，活性所需的非蛋白实体)免于热极限、干燥、剪切、渗透应力、pH应激、离子梯度、蛋白水解和其它有害的影响力的变性和灭活。缓冲剂包括乙酸、乙酸钠、磷酸钠、硫酸、碳酸钙等等。分散剂包括卵磷脂、皂苷等等。如果酶制剂将要被干燥，那么优选在干燥之前向水性液体中添加制剂或稳定成分，因为它们较好地与酶混合并且在干燥期间稳定剂可以保护酶。

[0004]可溶咖啡，也称为速溶咖啡，是相对于传统的焙炒和磨制咖啡(R&G)的一种便利的选择。然而，速溶咖啡常常用快速制备的方便性换取了R&G豆的浓风味。可溶咖啡一般通过对焙炒和磨制(R&G)咖啡的提取和热水解作用、继之以对提取物的分离和干燥来制备。可溶咖啡常常由于高度的加工和相关的损失而具有不平衡的风味和香味。在这种方法中使用的高温和压力常常生产不希望的臭味，从而产生与传统的R&G咖啡相比品质较低的产品。

[0005]可溶咖啡的低质量已经是长期的问题。已经进行了各种尝试来设计高产的、可溶的咖啡的方法，其消除不希望的臭味并尽可能多地保持了咖啡风味和香味。已经研究了在可溶咖啡的生产中使用酶，以求解决这个长期的问题。

[0006]例如，Kellogg的美国专利No.2,282,138描述了使用转化酶，例如，高峰淀粉酶来处理咖啡材料的可溶咖啡生产。这个方法使用高压蒸汽(15psi)来软化和疏松咖啡豆基质，继之以冷却，随后在基本上不高于65℃且一般在48和54℃之间的温度下用酶处理。

[0007]Colton的美国专利4,983,408描述了一种在使磨制的咖啡经历“蒸汽爆发(steam explosion)”预处理、继之以急速减压到大气压力之后，使用酶来使咖啡组分溶解的方法。使用的酶包括淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶、蛋白酶、纤维二糖酶、果胶酶和脂肪酶。

[0008]Small等的美国专利No.4,904,484描述了一种通过在最终焙炒之前用酶处理生的或部分焙炒的咖啡豆来生产R&G咖啡的方法。使用的酶包括细胞壁消化酶、细胞保存组分消化酶或酚氧化酶。细胞壁消化酶包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶和木质素酶(ligninase)。细胞保存组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、苹果汁、梨汁和葡萄汁。