[发明专利]降低丙烯酰胺的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于降低半干状态的经加工的全谷物组合物(whole grain composition)中天冬酰胺的量的方法，从而减少组合物自身或用该组合物所制成的食品中在加热后所形成的丙烯酰胺的量。

发明背景

丙烯酰胺被认为是人类可能的致癌剂且会导致人神经系统的损伤。一些最新研究支持目前普遍接受的理论：丙烯酰胺是由游离的天冬酰胺和还原糖形成，主要通过美拉德反应途径形成。具体而言，已报道涉及天冬酰胺和甲硫氨酸的美拉德反应产生丙烯酰胺(Mottram等人，2002 Nature，419，448-449；Stadler等人，2002 Nature，419，449-450)。其中，游离天冬酰胺的可用性和易接近性可能是影响反应速率的关键参数。丙烯酰胺反应在110℃以上热处理、特别是在低含水量下(约5％以下)是有利的。在许多工业化食品制造过程中以及在家庭烹调中可达到该条件。已知在工业化食品加工中的丙烯酰胺形成可发生在诸如咖啡的焙烘、土豆片的煎炸、各种焙烘食品的焙烘或某些早餐谷物食品的烘烤的过程中。此外，丙烯酰胺形成可发生在家庭烹调中，例如在烤面包片的制备期间。在经加工的和家庭烹调的类似食品中，丙烯酰胺的形成已成为主要的关注点。

从各种谷物和他们的混合物制造早餐谷物食品。谷物可作为整粒使用或干法磨碎至各种粒度。进一步干法磨碎的谷物可用作为全谷物组合物，或者用作为精制的干法磨碎的产品，该产品具有谷物的大部分外纤维层且去除了胚芽。依据植物来源，生长条件和所应用干法磨碎方法的类型，谷物组合物在天冬酰胺含量上会显示很大的差异。

在早餐谷物食品制造过程中，依据所用的谷物组合物、配方需求和所应用的加工条件可形成不同程度的丙烯酰胺。早餐谷物食品加工通常由以下组成：a)在水份和其它成分诸如糖和香料存在下烹调谷物组合物；b)使经烹调的面团样产品形成早餐谷物食品的基本形状，例如片，和c)随后干燥、烘烤和/或涂覆所制成的早餐谷物产品。其中，将早餐谷物食品暴露于高温低含水量的过程条件下利于丙烯酰胺形成。

认为在烹调前降低食品中天冬酰胺的量会导致在最终的食品中丙烯酰胺的水平较低。修饰游离氨基酸侧链的酶解方法已有报道，例如应用天冬酰胺酶使天冬酰胺转化成天冬氨酸。

WO 2004/030468描述用于生产包括加热步骤食品的方法，包括在加热步骤前，用分解参与丙烯酰胺形成的氨基酸的酶对食品中间形式进行处理。所述的酶可以是天冬酰胺酶。

WO 2005/004628描述了用于降低基于玉米的食品中丙烯酰胺含量的方法，其包括在加热前向食材中加入丙烯酰胺还原酶。一个实施例涉及从精制的玉米糁制造玉米片。

WO 2004/032648描述了用于制备热处理的食品的方法，包括(a)提供包含碳水化合物、蛋白质和水的原材料，(b)用酶处理所述的原材料，诸如天冬酰胺酶，和(c)热处理该材料使以重量计的最终的水含量达到35％以下。其中的实施例涉及高湿面团体系。

这些文献都没有认识到在应用天冬酰胺酶对全谷物组合物处理中所带来的挑战。全谷物组合物由全谷粒制成且保留整粒的所有部分，包括外部的麦麸层和胚芽部分以及胚乳。相反地，精制的谷物组合物，诸如由小麦制成的白面粉，主要保留了胚乳和大部分外部的麦麸层且通过磨碎过程去除胚芽。

认为全谷物在营养上优于精制谷物，更富含膳食纤维、抗氧化剂、蛋白质、膳食矿物质(包括镁、锰、磷和硒)和维生素(包括烟酸、维生素B6和维生素E)。有时法律会要求制造者去强化精制谷物产品以弥补维生素和矿物质的丢失。与由谷物制成的精制组合物相比，在全谷物中发现了约四倍的膳食纤维，且已显示该膳食纤维降低某些形式的癌症、消化系统疾病、牙龈疾病、冠状动脉心脏病、糖尿病和肥胖症的发生率。某些所述保护作用的出现是因为源自全谷物的碳水化合物消化和进入血液较慢。全谷物还具有很多心血管益处。

在全谷物中天冬酰胺主要位于外谷物层中富含纤维的细胞中，且因此已知在食物组合物中应用全谷物可增加食物组合物中天冬酰胺(丙烯酰胺的前体)的水平。此外，酶是否能够作用于该底物是未知的，因为包含谷物中大部分天冬酰胺的纤维细胞结构的目的是保护谷物免受环境的压力，因而可抑制酶进入或抑制酶活性。因此，对开发可制备具有降低的或无天冬酰胺的全谷物组合物的方法存在需求。

在早餐谷物食品制造中需要应用全谷物组合物(例如整个的、破碎的或磨碎的谷物)。早餐谷物食品加工在有限的含水量下进行，并依据所应用的方法类型，早餐谷物食品烹调在以重量计15至40％的含水量下进行。所述成品通常干燥至以重量计约3％的含水量。