[发明专利]用于涉及酶的生物质之生物转化的垂直活塞流工艺

说明书

本发明涉及用于产生底物之固体转化产物的方法，其包括以下步骤：·制备生物质底物，其包含来源于大豆、油菜籽、或其混合物的碳水化合物和蛋白质性物质，所述生物质底物任选地还与来源于蚕豆、豌豆、向日葵籽、羽扇豆、谷类和/或禾本科植物的碳水化合物和蛋白质性物质混合；·将所述底物与酶制剂或酶制剂之组合混合，并添加水，其量提供含水量为按重量计30％至70％的初始孵育混合物和所得混合物中0.60至1.45的湿堆密度与干堆密度比值；·将所述初始孵育混合物在20至70℃的温度下孵育0.15至72小时，并且在此之后从已孵育的混合物中回收湿固体转化产物；所述方法还包括：孵育步骤在立式非搅拌式孵育罐中按照连续活塞流工艺进行，所述孵育罐具有用于所述混合物和添加剂的入口装置和用于所述固体转化产物的出口装置。

技术领域

本发明涉及用于产生底物的有价值固体转化产物的固体底物生物转化方法，其中所述生物转化在立式非搅拌式罐中通过连续活塞流(plug flow)工艺通过使用一种或更多种合适的酶制剂进行，其中运输由重力介导。

背景技术

需要主要可用作食品或饲料或用作食品或饲料中成分的生物产品。这样的产品中的基本成分是蛋白质、脂肪和碳水化合物。对于这样的产品合适的生物质是油料作物(oilbearing crop)，例如油籽、谷类和豆科作物(legumes)。基于干物质，谷类具有高至15％的蛋白质含量(例如在小麦中)，并且豆科作物具有高至40％的蛋白质含量(例如在大豆中)。大豆主要是一种工业作物，为了油和蛋白质而种植。大豆的籽的含油量相对较低，但大豆仍然是食用油的大的单一来源。

蛋白质的营养质量(通过其作为必需氨基酸组成的化学评分来衡量)和蛋白质产品的适口性出于营养目的而是饲料和食品以及营养补充剂中重要且必不可少的参数。蛋白质产品在药品和化妆品中的应用有时可能还要求高适口性和/或特定的功能特性。

特别涉及包含碳水化合物和蛋白质性物质来自豆科作物的豆类(pulse)和果实以及籽作为生物产品(特别是蛋白质产品)来源的一个普遍问题是难消化的寡糖(例如水苏糖和棉子糖)的含量，这些寡糖当在结肠中发酵时引起气胀和腹泻。

例如，在不含水分的基础上测量的大豆的大约平均化学组成为40％蛋白质；20％脂肪，主要是甘油三酯和一些磷脂；35％碳水化合物，其为可溶性寡糖(蔗糖、棉子糖(raffinose)、水苏糖(stachyose)、毛蕊花糖(verbascose))和不溶性纤维的形式；以及5％灰分，其含有矿物质，特别是钾、钙和镁。

来自豆类、籽、谷类和禾本科植物(grasses)的一些蛋白质，包括大豆蛋白质，例如胰蛋白酶抑制剂、变应原和凝集素，被称为抗营养因子。它们发挥特定的生理作用。胰蛋白酶抑制剂通过使胰蛋白酶失活而损害蛋白质消化，并且被认为对大豆的营养价值有害且被认为导致有损鸡的生长。β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)是诱导肠发炎和功能障碍的大豆变应原。

本发明的一个目的是提供用于在存在一种或更多种合适酶下进行的垂直活塞流生物转化工艺中产生生物质底物的转化产物的方法。

另一个目的是提供可以在大型且简单的反应器设计中进行并且因此以低成本进行的方法。

另一个目的是提供用于生物质(特别是大豆或油菜籽或其混合物)的生物转化以产生具有例如以下的期望特性的生物产品的有效方法：高蛋白质含量、和/或经修饰的糖谱、和/或提高的营养价值、和/或降低的抗营养因子、和/或改善的适口性、和/或增强的感官特性、和/或改善的功能特性。

本发明的最终目的是提供用于产生包含量大大降低的难消化碳水化合物和/或抗营养因子的生物产品的改进的方法。

这些目的均通过本发明的方法实现。

发明概述

因此，在本发明的一个方面中，其涉及用于产生底物之固体转化产物的方法，所述方法包括以下步骤：