Способ получения съедобного гидролизата (варианты)

Способ получения съедобного гидролизата (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к ферментативному гидролизу веществ, в частности белковых, и более конкретно - к способу получения съедобного гидролизата. Способ включает гидролиз белкового вещества растительного происхождения протеолитическим ферментным препаратом для получения гидролизного субстрата, нагревание полученного гидролизного субстрата при температуре и в течение времени, достаточных для получения субстрата, лишенного мезофильных микроорганизмов и спор. Гидролиз гидролизного субстрата, лишенного мезофильных микроорганизмов и спор, проводят в стерильной системе стерильным ферментным препаратом. Изобретение позволяет получить ферментативные гидролизаты низкого молекулярного веса и/или с узким профилем белков, а также обеспечить высокий выход получаемой продукции при одновременном снижении потребления количества белков. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к ферментативному гидролизу веществ, в частности белковых, и более конкретно - к способу получения съедобного гидролизата.

В течение последних двадцати пяти лет в промышленности значительно увеличился интерес к использованию ферментов для гидролиза веществ, особенно в пищевой промышленности, поскольку при кислотном гидролизе, который пока используют, некоторые важные аминокислоты полностью разлагаются, а остальные разлагаются частично. Кроме того, в настоящее время признано, что во время гидролиза белков соляной кислотой образуются побочные продукты, известные как хлоргидрины, то есть хлорпропанол и диоловые соединения, которые могут вызывать проблемы со здоровьем.

Ферментативный гидролиз веществ происходит посредством расщепления химических связей в веществе. Как правило, приготовление гидролизатов, которые предполагают использовать сами по себе как пригодный к потреблению съедобный продукт, такой как продукт для целей питания или для других применений, например, в качестве ароматизаторов, или для получения других продуктов, или для использования при получении части конкретного продукта или его частей для таких или иных применений, осуществляют, например, путем введения ферментного препарата с водной суспензией вещества в условиях, когда для эффективности процесса вещество является по меньшей мере частично солюбилизированным. Выбор ферментного препарата и других реагентов основан на композиционной химической структуре вещества (веществ), которые надо гидролизовать, и на требуемой характеристике продукта-гидролизата.

Известно применение стерильных ферментных препаратов лактазы в пастеризованном или стерилизованном молоке и молочных продуктах с целью разрушения лактозы так, как сообщается в Bijl, канадский патент 1246476, и предлагают, что стерильные ферментные препараты используют в фармацевтической промышленности. Однако в общем случае гидролизующих ферментов, в частности при промышленной практике получения питательных и ароматичных съедобных продуктов, обычно не считают проблемой микробиологическое загрязнение, поскольку процедуры гидролиза, как правило, проводят при температуре в диапазоне от 50 до 60^oС в течение от примерно 8 часов до примерно 12 часов, так что рост бактерий ограничен, как отмечают Erikson и др. в публикации патентной заявки РCТ WO 92/11771. Более того, хотя сообщается, что ферментативный гидролиз белков можно осуществлять при температуре ниже 50^oС, как правило, даже в таких случаях микробиологическое загрязнение обычно может не вызывать беспокойства, так как продукты-гидролизаты белков после получения нагревают до температуры и в течение времени по меньшей мере достаточных для того, чтобы инактивировать ферменты, и применение температуры и времени для проведения пастеризации или стерилизации продукта является обычным явлением.

С другой стороны, отмечено, что в препарате соевого соуса, изготовленного век назад из коджи, удалось избежать микробиологического загрязнения при высокой концентрации хлорида натрия, однако теперь полагают, что это не обязательно требуется из соображений здоровья и, более того, не способствует активности многих ферментов. Использовали также другие агенты для подавления роста микроорганизмов, такие как предложенные Kemmerer, патент США 2180637 и использованные Kikuchi и др., патент США 3857967, однако описанные агенты не желательны для пищевых применений.

По сравнению с известными процессами ферментации микроорганизмами или процедурами кислотного гидролиза, которые имеют ограниченную способность доведения конечных продуктов, так как обычно легко контролировать можно только меру или степень гидролиза, ферментативный гидролиз теоретически позволяет из любого конкретного обрабатываемого субстрата получить множество продуктов, очень точно доведены до конкретных характеристик. Однако, как документировано на уровне техники, обычно особенно в рамках анализа отношения затраты/прибыль, полагают, что даже если это может быть так, выходы требуемых продуктов, полученных ферментативным гидролизом белков, хотя и зависят от количества используемого фермента, но являются низкими, и обычно является правилом, а не исключением, что такие методики приводят к существенным количествам побочного продукта (продуктов), которые имеют относительно мало применений и не имеют большой экономической ценности.

Фактор, влияющий на выход требуемого продукта (продуктов), заключается в том, что полученные для общего промышленного применения ферментные препараты, которые известны на уровне техники как ферменты товарного сорта, обычно являются смесью или "коктейлем" многих ферментов, отличающихся по сродству к субстрату и специфичности, далее называемыми "активностью", то есть способностью осуществлять расщепление химической связи в конкретном субстрате при определенной совокупности условий реакции, включающих рН и температуру. Хотя преобладает активность одного из ферментов коктейля-препарата, и хотя известны ситуации, когда можно последовательно добиться двух желаемых активностей ферментного препарата, например, путем регулирования рН, как описано в Gianna и др., публикация европейской патентной заявки 0320717, остальной фермент (ферменты) препарата, которые можно рассматривать как "примеси", способны привести к результатам и эффектам, которые могут конкурировать с требуемыми эффектами и результатами или даже мешать им. Например, в зависимости от субстрата и/или условий гидролиза "примеси" могут уменьшить выход от теоретического, поскольку они могут вызывать конкурирующие реакции и/или даже могут быть разрушительными в отношении фермента с преобладающей активностью, вызывая таким образом ингибирование реакции более значительное, чем ожидаемое на основе теоретического рассмотрения.

Для того чтобы усилить контроль над процессом и увеличить специфичность конечного продукта, было бы желательно использовать по существу чистые ферменты. Однако соответственно повышенная цена ферментного препарата из-за процедур очистки обычно приводит к отношению затраты/прибыль, которое, как правило, не может быть оправдано при общем промышленном применении, кроме применения в фармацевтической промышленности, или для относительно маломасштабных дорогих аналитических целей, или в биоинженерии. Это особенно справедливо для пищевых ароматизаторов, особенно когда отношение затраты/прибыль для очищенного фермента сравнимо с отношением при проведении обычных ферментаций микроорганизмами или кислотного гидролиза.

Что касается вышеупомянутых проблем, то в практике промышленности, в особенности в области съедобных продуктов, то есть пищи, принято использовать большие количества препаратов товарного сорта для того, чтобы усилить активность преобладающего фермента в данном препарате в сравнении с той, которая теоретически потребуется для любой данной совокупности рабочих условий, а также принято осуществлять реакцию от примерно 8 часов до примерно 12 часов. Например, применение большего количества ферментного препарата ускоряет реакцию для любой данной совокупности условий и, как правило, при работе таким образом не наталкиваются на трудности, если белковые вещества подвергают умеренной степени гидролиза, получая гидролизат, который имеет широкий профиль белков и состоит из компонентов с молекулярным весом более 10,000 Дальтон.

Однако, возникают различные проблемы, когда требуется получить белковый гидролизат, такой как гидролизат, пригодный для пищевых применений, который характеризуется высокой степенью гидролиза, так что продукт содержит значительное количество свободных аминокислот и/или узкий профиль диапазона размера белков, например молекулярный вес, ниже примерно 10,000 Дальтон и, предпочтительно, ниже примерно 6,000 Дальтон. Как обсуждается, такие продукты пригодны для широкого разнообразия пищевых и питательных применений, включая рецептуры для детей с аллергией к белкам молока. Однако, если не используют особые комбинации реагентов и условий, такие как в Jost, патент США 5039532, как указано выше, обычно полагают, что выходы таких продуктов нежелательно низки, и, как правило, такие методики считаются дорогими вследствие применяемого ферментного препарата (препаратов). С другой стороны, используемый субстрат может быть разбавлен с целью уменьшения потребления фермента, что также делает экономику процесса непривлекательной по соображениям соотношения единица/объем.

Также известно, что для получения высокоценных продуктов конечного применения ферментативные методики комбинируют с такими методиками выделения гидролизата, как ультрафильтрация. Эти методики включают те, которые описаны, например, в Erikson и др., публикация патентной заявки РСТ WO 92/11771 и в Nielsen и др. , публикация патентной заявки РСТ WO 93/24020; кроме того, альтернатива методикам раздельного выделения была предложена в Maubois и др. , патент США 4427658. где описано применение ультрафильтрационного мембранного реактора, который можно использовать в непрерывном режиме с целью рециклирования и дальнейшей переработки проникшего вещества. Однако Maubois указывает, что отношение концентрации фермента к концентрации белка должно быть порядка 8-15%.

Таким образом, в пищевой промышленности, особенно в связи с гидролизом белков, давно и по сей день есть желание надежно получать ферментативные гидролизаты низкого молекулярного веса и/или с узким профилем белков, а также стремление повысить выход при одновременном снижении потребления количества белков с целью достижения экономии в затратах и эффективности соотношения затраты/прибыль.

В настоящем изобретении предлагается способ ферментативного гидролиза веществ, подверженных ферментативному гидролизу, в частности белковых веществ, который позволяет использовать ферментные препараты при температуре, позволяющей оптимизацию или иное регулирование ферментной активности с целью достижения высоких степеней гидролиза и усиленного контроля над профилем продуктов, причем без применения атимикробных средств. Замечательным является то, что в особенности в случае гидролиза белков настоящее изобретение позволяет не только получить вышеуказанные преимущества, но также достичь выходов продуктов ферментативного гидролиза с низким молекулярным весом, которые по меньшей мере сравнимы с выходами предыдущих методик, даже хотя используется меньшее количество ферментного препарата, чем обычно используемое ранее в прототипных способах ферментативного гидролиза. Посредством этого настоящее изобретение обеспечивает снижение затрат по сравнению с прототипными ферментативными способами, поскольку использование фермента является главной проблемой, связанной с затратами при производстве, когда практически осуществляют ферментативный гидролиз.

Кроме того, в соответствии со способом по данному изобретению, можно манипулировать температурными условиями переработки для того, чтобы повысить активность ферментного препарата и/или подавить или повысить активность ферментных "примесей" в препарате. Более того, способ по настоящему изобретению позволит использовать ферменты для производства гидролизатов пищевого применения, которые до этого обычно не рассматривали как благоприятные для промышленного применения из-за их температурного профиля активности.

Последующие результаты были получены по способу, отличающемуся тем, что субстрат, подверженный ферментативному гидролизу и свободный от жизнеспособных мезофильных микроорганизмов и спор, в частности белковый субстрат, гидролизуют в стерильной системе стерильным ферментным препаратом, пригодным для гидролиза субстрата, то есть расщепления субстрата.

Гидролиз можно осуществлять при любой температуре, включая мезофильный диапазон, то есть от примерно 20^oС до примерно 40^oС, а также при температурах ниже мезофильного диапазона, с условием, что температура такова, что фермент(ы) является/являются активными. Для того чтобы достичь дополнительных преимуществ длительного гидролиза, которые стали доступными благодаря настоящему изобретению, выгодно проводить гидролиз при температуре ниже мезофильного диапазона, предпочтительно в психрофильном диапазоне, то есть от примерно 0^oС до примерно 20^oС, а более выгодно - при температуре ниже 17^oС. Однако среда субстрата не должна быть нежидкой, например замороженной, и, таким образом, гидролиз можно выгодно проводить при температуре от примерно 0^oС до примерно 45^oС, хотя не исключаются более высокие температуры.

В контексте данного описания и формулы изобретения предполагается, что термин "белковый субстрат" означает и включает интактные белки, то есть белки как таковые, а также пептиды.

В контексте данного описания и формулы изобретения предполагается, что термин "ферментный препарат" означает и включает по меньшей мере один фермент в стабильной форме, такой как в форме дегидратированного порошка, или в растворе или суспензии в жидкости, как правило в водной среде, а также предполагается, что этот термин включает очищенные ферменты и ферменты товарного сорта, известные на уровне техники.

В контексте данного описания и формулы изобретения предполагается, что термин "стерильный" ферментный препарат означает и включает то, что ферментный препарат не содержит жизнеспособных микроорганизмов и их спор, то есть грибков, дрожжей и бактерий, чего можно добиться путем известных и обычных методов стерильной фильтрации. Полагается, что стерильным ферментным препаратом является тот, который не содержит микроорганизмов или спор, способных проходить через мембрану, то есть фильтр, с размерами пор 0,45 мкм.

Кроме того, в тех случаях, когда микроорганизмы и/или споры присутствуют в ферментном препарате, но не являются жизнеспособными, предполагается, что термин "стерильный" означает, что препарат был подвергнут процедуре, включающей, но не ограниченной нижеописанными процедурами, для того, чтобы сделать микроорганизмы и связанные с ними споры неспособными жить, развиваться, воспроизводиться и/или регенерироваться и так, чтобы какой-либо рост микроорганизмов, который возникает при получении продукта и которого стараются избежать, не превышал бы роста в случае вышеописанного препарата, профильтрованного в стерильных условиях.

В контексте данного описания и формулы изобретения предполагается, что термин "стерилизованная система" означает и включает оборудование, подходящее для осуществления ферментативного гидролиза, включающее описанные ниже устройства и системы устройств, но не ограниченное ими, которое обработали такими методами, как тепло, УФ или ионизирующее излучение, и/или промывка спиртом, либо иными подобными методами стерилизации, известными на уровне техники, которые подходят для достижения асептического состояния оборудования. Конечно, стерильное состояние элементов системы должно поддерживаться перед использованием ее для проведения процесса по настоящему изобретению в как можно большей степени при использовании известных и принятых асептических методов и процедур для избежания загрязнения.

Хотя по настоящему изобретению можно обрабатывать любые известные ферментативно гидролизуемые вещества, преимущественно обрабатывают белковые вещества для получения съедобных продуктов. Как будет дополнительно проиллюстрировано далее, данное изобретение особенно выгодно применять для обработки растительных белковых веществ, и его особенно выгодно применять для обработки клейковины пшеницы, которая предполагается здесь как включающая нативную клейковину, а также белка сои, белка кукурузы и произведенных из них пептидов. В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения общей чертой обработки таких белковых веществ является конечная стадия гидролиза или стадия, осуществляемая как описано выше, в которой используют стерильный ферментный препарат, подходящий для расщепления пептида, причем ферментный препарат выбирают в зависимости от требуемой характеристики конечного продукта. Например, для получения продукта, содержащего большие количества свободных аминокислот, особо можно использовать экзопептидазу, то есть аминопептидазу или карбоксипептидазу, а для достижения высоких выходов таких продуктов, как глутаминовая кислота или глутамиловый пептид, используют глутамазу.

Таким образом, предпочтительные варианты настоящего изобретения для гидролиза белковых веществ особенно выгодно осуществлять через несколько стадий и в качестве конечной стадии наиболее выгодно использовать вышеописанное изобретение. Как правило, в таких случаях гидролизат, полученный протеолитическим гидролизом суспензии белкового вещества, обрабатывают так, что делают нежизнеспособными содержащиеся в гидролизате мазофильные микроорганизмы и споры, и придание микроорганизмам и спорам нежизнеспособности эффективно осуществляется путем нагревания гидролизата при температуре и в течение времени, которые достаточны для освобождения гидролизата от жизнеспособных микроорганизмов и спор. Затем нагретый гидролизат охлаждают так, что он сохраняет свою стерильность, и после этого охлажденный субстрат гидролизуют в стерильной системе стерильным ферментным препаратом, как описано выше.

Как указано выше, при обработке белковых материалов преимущества настоящего изобретения достигаются путем осуществления одной или нескольких стадий или ступеней ферментативного гидролиза. В соответствии с настоящим изобретением, при осуществлении нескольких стадий одну или несколько ступеней можно провести по вышеописанной методике гидролиза в стерильных условиях. Однако, как было указано, обычно будет обнаружено, что наиболее выгодно осуществлять гидролиз по методике гидролиза в стерильных условиях в соответствии с изобретением в качестве конечной или последней ступени из множества ступеней гидролиза.

Например, специалистам будет понятно, что для того, чтобы ферментативный гидролиз, начиная с интактных белков, протекал эффективно, выгодно, чтобы вначале белковое вещество было частично солюбилизировано, что способствует образованию суспензии вещества в водной среде. Также будет понятно, что в зависимости от состава вещества, образующего субстрат реакции, частичную солюбилизацию белкового вещества можно осуществить одним только выбором условий по рН. Например, кукуруза, белки кукурузы и сходные по составу вещества будут достаточно солюбилизироваться с целью облегчения гидролиза при рН от примерно 0 до примерно 9. С другой стороны, по меньшей мере частичную солюбилизацию можно осуществить по процедуре протеолиза при особом значении рН, и будет обнаружено, что клейковина пшеницы и подобные по составу вещества будут лучше солюбилизироваться при такой процедуре.

Таким образом, настоящее изобретение включает способы, в которых перед процедурой гидролиза в стерильных условиях белковое соединение гидролизуют протеолитическим ферментным препаратом с целью получения субстрата для обработки в процедуре в стерильных условиях. Кроме того, перед проведением процедуры в стерильних условиях белковое вещество можно обработать протеолитическим ферментным препаратом для того, чтобы солюбилизировать белок вещества с целью получения по меньшей мере частично солюбилизиро-ванного субстрата, а затем солюбилизированный субстрат обрабатывают протеолитическим ферментным препаратом с целью получения белкового субстрата для обработки по процедуре в стерильных условиях, и данные обработки можно осуществлять таким образом, что субстрат лишают жизнеспособных микроорганизмов и спор, причем здесь определено, что такая обработка включает для достижения этих целей термообработку, как дополнительно обсуждается ниже.

Кроме того, может быть желательно предварительно обработать субстрат в соответствии с методиками, такими как изложенными в вышеуказанных заявках PCТ, или в соответствии с методиками, описанными в Melachouris и др., публикация европейской патентной заявки 0087247. В любом случае, когда настоящее изобретение используют в качестве конечной стадии гидролиза, субстрат, то есть гидролизат, который нужно гидролизовать, обрабатывают так, что мезофильные микроорганизмы и споры в субстрате делают нежизнеспособными, а затем субстрат гидролизуют ферментным препаратом, как описано выше.

В частности, можно обнаружить, что перед гидролизом по изобретению и/или перед, и/или между стадиями многоступенчатой процедуры выгодно нагревать белковый субстрат для того, чтобы денатурировать белок, что таким образом разворичивает структуру белка/пептида и делает вещество более подверженным атаке ферментом и расщеплению. Подобным образом можно изменить условия по рН между стадиями для того, чтобы согласовать характер используемого препарата различных ферментов с последующей стадией и/или природой субстрата. Как будет понятно, воздействие тепла для того, чтобы сделать субстрат свободным от жизнеспособных микроорганизмов и спор, так, как будет дополнительно обсуждаться ниже, также вызовет денатурацию.

Ферментные препараты, используемые в соответствии с настоящим изобретением, можно сделать по существу стерильными путем удаления из препарата микроорганизмов и спор или путем воздействия на ферменты процедурами, которые делают микроорганизмы и споры нежизнеспособными, но не влияют на жизнеспособность и активность ферментного препарата. Предпочтительным средством получения стерильных ферментов является стерильное фильтрование раствора ферментного препарата, а в дополнение к мембранным фильтрам, известным на уровне техники, пригодными системами для этого являются шприцевые фильтры UNIFLO, которые можно получить от Schleicher and Schuell, Inc., Keene, New Hampshire, США. Также годится тангенциальная фильтровальная система PROFLUX M12, которую можно получить от Amicon, Inc., Беверли, Массачусеттс, США.

Как было указано выше, полагается, что стерильным ферментным препаратом является препарат, не содержащий жизнеспособных микроорганизмов или спор, которые не будут проходить через фильтр с порами 0,45 мкм. Однако можно использовать фильтрацию через более мелкие поры, и это может быть предпочтительно как перестраховка для того, чтобы исключить микроорганизмы и споры, способные проходить через мембрану, то есть фильтр с порами 0,22 микрометра.

Кроме того, стерильный ферментный препарат можно получить путем облучения ферментного препарата, например ионизирующим излучением, как описано в патенте Германской Демократической Республики DD 237 078 A3, или его можно получить методами осаждения ацетоном или спиртом, которые известны на уровне техники. С другой стороны, если доступен стерильный ферментный препарат, например, в виде порошка, и если желательно разбавить препарат водой, необходимо использовать стерильную воду.

Во всех случаях, после того, как был получен стерильный ферментный препарат, при применении по настоящему изобретению с ним нужно обращаться в соответствии с хорошей практикой работы в стерильных/асептических условиях.

Что касается обеспечения того, чтобы субстрат был гидролизован в соответствии с настоящим изобретением в отсутствие жизнеспособных мезофильных микроорганизмов и спор, то было обнаружено, что при осуществлении многостадийного гидролиза можно справиться, привела ли или нет предыдущая обработка к спорам в стадии выроста, что зависит в основном от условий используемых температур. Например, если используют трехстадийную процедуру гидролиза, то можно просто нагревать первый гидролизат, то есть солюбилизированный субстрат, при температуре и в течение времени, которые достаточны только для того, чтобы сделать жизнеспособные микроорганизмы нежизнеспособными, то есть только убивая микроорганизмы. В этом случае оставшиеся споры будут вынуждены перейти в то, что называется стадией выроста, хотя некоторые споры могут быть сделаны нежизнеспособными. После этого поддерживают условия в течение времени и при температуре, которые благоприятствуют тому, что споры регенерируются, превращаются в жизнеспособные микроорганизмы и растут, то есть примерно до 2 часов или около этого, а затем субстрат нагревают при температуре и в течение времени, которые достаточны для того, чтобы сделать микроорганизмы нежизнеспособными, посредством чего данная многоступенчатая процедура эффективно освобождает субстрат от жизнеспособных микроорганизмов и спор.

С практической точки зрения в плане трехстадийной процедуры гидролиза, стадии выроста позволяют протекать во время второй ступени гидролиза, а после этой ступени гидролиза гидролизат нагревают для того, чтобы сделать микроорганизмы нежизнеспособными, посредством чего обеспечивается необходимый характер субстрата для обработки в процессе с использованием стерильного ферментного препарата. Поэтому обычно в этой процедуре можно использовать температуру и время, достаточные для того, чтобы инактивировать фермент(ы) и/или температуру, применяемую в обычных процедурах пастеризации. Таким образом, как правило, можно использовать температуры по порядку примерно не менее 80^oС. Однако для подстраховки температура обычно составляет по порядку примерно не менее 90^oС, а время достаточно для того, чтобы сделать микроорганизмы нежизнеспособными, то есть от примерно 5 минут до примерно 30 минут, и предпочтительно и наиболее выгодно использовать температуры порядка от примерно 90^oС до примерно 110^oС.

Нагревание для инактивации/пастеризации можно осуществлять периодически, предпочтительно при перемешивании или ином возмущении, используя впрыскивание пара, или резервуар с рубашкой, или подходящий пластинчатый теплообменник, с впрыскиванием пара или без него, либо непрерывно в трубе, предпочтительно с использованием впрыскивания пара и статических перемешивающих элементов.

С другой стороны, для того чтобы получить субстрат без микроорганизмов и спор, субстрат, например гидролизат, можно периодически или непрерывно нагревать в суспензии паром с температурами по меньшей мере примерно 121^oС под давлением 15 фунт/кв. дюйм (1 фунт/кв.дюйм=0,064 атм) (то есть при избыточном давлении около 1 бар) в течение по меньшей мере примерно 15 минут и в соответствии с принятыми в технике процедурами стерилизации при высоких или сверхвысоких температурах и в течение короткого времени. Эта процедура должна быть проведена, когда субстрат, обрабатываемый по настоящему изобретению, не подвергался воздействию условий, индуцирующих стадию выроста, как обсуждалось выше. Стерилизацию можно осуществлять с помощью средств, упомянутых выше в связи с процедурой инактивации/пастеризации, однако обычно ее наиболее выгодно проводят с помощью пара в непрерывном режиме, в трубе, содержащей статические перемешивающие элементы.

Белковые вещества, которые можно успешно обрабатывать в соответствии с настоящим изобретением, включают любое съедобное белковое вещество, в частности вещества, приемлемые в пищевом отношении. Кроме вышеуказанных конкретных веществ, такие белковые вещества включают мясо (включая мясо животных, птицы и рыбы), кости, коллаген, белки яичного белка и желтка и другие фосфопротеины и белоксодержащие экстракты из них, а также включают производные продуктов животного белка, такие как желатин. Такие вещества также включают молочные вещества, к которым относятся белки сыворотки и казеин, но не ограничивают их, а также включают белоксодержащие растительные вещества, которые не были упомянуты выше, такие как белоксодержащие семена масличных, в дополнение к бобам сои, включая обезжиренные бобы сои, белок риса и семена квиноя. Белковые вещества также могут включать несущие белки вещества и экстракты, полученные из микроорганизмов, включая дрожжевые клетки и т.п.

Используемый ферментный препарат зависит от его состава и активности (активностей) и его выбирают с точки зрения характеристики требуемого конечного продукта. Ферменты препарата могут быть природными, то есть выделенными из встречающихся в природе микроорганизмов или из генетически модифицированных микроорганизмов ("ГМО"), то есть продуктов с генами, которые были клонированы и/или сверхпродуцированы, или они могут быть ферментами, которые были генерированы мутагенезом. Также можно использовать ферменты, которые были модифицированы химически, например, иммобилизацией или инсолюбилизацией, включая нанесение на гранулы или биологические белки, или содержащие ПЭГ или пектин.

Хотя с точки зрения затрат наиболее эффективно использовать ферменты товарного сорта в том случае, когда особо стремятся к наивысшей степени контроля профиля характеристик конечного продукта, можно использовать фермент наивысшей чистоты, а поскольку в способе по изобретению можно использовать меньшие количества фермента по сравнению с количествами, которые обычно используют для достижения подобного результата, например, подобной степени гидролиза и выхода продукта, очищенные и другие ферменты, которые ранее не полагались эффективными с точки зрения затрат, могут найти применения с эффективным соотношением затраты/прибыль.

Особенно в случае ферментов товарного сорта выбор может быть основан на активностях "примесей", то есть, как указывалось выше, содержащихся в ферментном препарате ферментов, иных, чем особенный фермент с доминирующей активностью. Как указано выше, в этом отношении можно обнаружить, что температурными условиями можно успешно манипулировать, чтобы повысить активность желательного доминирующего фермента и/или приглушить, или усилить активность таких "примесей", про которые известно, что они до этого не были предложены в прототипах. Более того, активные в психрофильном температурном диапазоне ферменты также могут найти конкретную применимость, особенно при работе в некоторых вышеуказанных предпочтительных температурных условиях по настоящему изобретению.

В случае обработки белков можно использовать любой протеолитический ферментный препарат и можно сослаться на работу Webb, ENZYME NOMENCLATURE (Номенклатура ферментов), NC-IUBMB, ACADEM PRESS Inc., 1992, в которой компилированы ферменты, их применения и направление расщепления в субстрате. В зависимости от характера субстрата и требуемых условий процесса могут быть выбраны любые кислотные, нейтральные или щелочные протеиназы.

Например, обычно протеолитические ферменты можно получить из животных и растительных источников и, в частности, из микробных источников, таких как Aspergillus awamori, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sogae, Bacillus subtilis, Mucor sp. или Rhizopus oryzae. К таким ферментам относятся те, о которых говорилось в указанных здесь ранее документах и, например, в патенте США 3914346, описания которых включены сюда как ссылки. Однако успешно используют также трипсин и химотрипсин, хотя их обычно полагали дорогими для применения в промышленности для получения пищевых продуктов, а также в определенных случаях можно успешно использовать панкреатин, который обеспечивает как липолитическую, так и протеолитическую активность.

Однако, особенно из соображений затрат, при обработке в кислых условиях можно использовать кислотную протеиназу, которую можно получить от QUEST International из Сарасоты, Флорида, США и которая известна как препарат BIOCON Acid Protease или Acid Protease L. При обработке в нейтральных условиях успешно можно использовать нейтральную протеиназу, такую как PROTEASE 2A, которую можно получить от Amano International Enzyme Co.,Inc., из Трои, Вирджиния, США, а при обработке в щелочных условиях можно успешно использовать препарат ALKALASE 2.4L, который можно получить от Novo Nordisk A/S ИЗ Bagsvaerd, Дания.

Для получения продуктов с высоким содержанием свободных аминокислот можно использовать любой из различных препаратов экзопептидазы. Можно успешно использовать аминопептидазный фермент, такой как описан в патенте США 3914436, описание которого включено сюда как ссылка, хотя в зависимости от желаемых результатов, можно сделать выбор из любого фермента, идентифицированного в "Номенклатуре ферментов". Особенно пригодные аминопептидазные ферментные препараты включают препарат PEPTIDASE A AMANO, доступный от Amano, который, как будет замечено, также обладает эндопептидазной активностью. С успехом используют ферментный препарат COROLASE, который поставляется Rohm. Tech., Inc. из Malden MA, США, и который может иметь экзо- или эндопептидазную активность, и будет обнаружено, что COROLASE РР обладает активностью карбоксипептидазы В. Также успешно используются препараты FLAVOURENZYME от Novo, которые могут включать карбоксипептидазную активность. Также может быть обнаружено, что для гидролиза белка сои пригодны пептидазные ферменты PROMOD, доступные от BIOCATALYSTS LTD. Pontypield, Wales, Великобритания.

Как также будет понятно, можно использовать препараты карбоксипептидазы, идентифицированные в "Номенклатуре ферментов".

Для того чтобы получить продукты с высоким содержанием глутаминовой кислоты и/или глутамиловых пептидов, можно использовать "PGase", описанный в вышеупомянутом патенте Kikuchi 967, а также ферменты, идентифицированные в "Номенклатуре ферментов".

Хотя в указанных прототипах сделан упор на концентрации единиц активностей ферментов и ферментных препаратов, то есть единиц/г, например таких, как единицы Анс она/единицы производителя, для которых кросс-корреляция обычно затруднительная без проведения испытаний, эта величина не является переменной, которая критична или имеет какое-либо особое значение в плане осуществления концепции настоящего изобретения. Однако, конечно, нужно принимать во внимание указания производителя по активности, а также по рабочим концентрациям и характеристикам.

Кроме того, было обнаружено. что работа в соответствии с методиками по настоящему изобретению снижает общее количество фермента, используемое для достижения степени гидролиза, эквивалентной и, как правило, превышающей степень гидролиза, которая ожидается при работе по предшествующим методикам. Например, используемые количества фермента обычно могут быть примерно на 50% меньше, чем обычно рекомендуемые поставщиками ферментов и/или обычно используемые в каком-либо практическом применении. Как будет подтверждено примерами ниже, желаемые результаты и высокие выходы могут быть получены при использовании количеств фермента порядка 1% или менее по весу на основе сухого веса субстрата.

Способ гидролиза по изобретению можно осуществлять с периодической загрузкой, пока обычной на уровне техники, или же по методикам, подобным описанным в вышеупомянутом патенте Jost. Можно также использовать непрерывный реактор с мембраной для ультрафильтрации, а также можно успешно использовать циркуляционные трубчатые реакторы, включая описанные Oosterhuis и др. в патенте США 5073496. Возможна непрерывная работа, так как описано Baensch и др. в публикации европейской патентной заявки 0566877. Также можно принять во внимание реакторы с закрепленным ферментом. Как будет понятно, в этом отношении изменение конфигураций оборудования и процесса обычно будет влиять на такие факторы, как кинетика реакции и пределы ингибирования реакции, вследствие изменения во времени соотношений между реагентами и продуктом реакции из-за различия в режимах работы.

Таким образом, как будет понятно дал