Хлеб с повышенным содержанием олигосахаридов арабиноксиланов

Изобретение относится к способу получения выпечного изделия, имеющего после выпекания содержание водорастворимого арабиноксилана со средней степенью полимеризации в диапазоне от 5 до 50 в количестве по меньшей мере 1,56 г / 100 г сухого вещества. Способ включает следующие стадии: приготовление теста для выпечного изделия с использованием муки, смеси разной муки, или смеси разной муки с фракциями помола, содержащей по меньшей мере 40 мас.% муки, полученной из пшеницы, при этом суммарное содержание арабиноксилана в муке составляет, по меньшей мере, 2-3 мас.% от массы сухого вещества, добавление в указанное тесто ферментного препарата, содержащего по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу и/или эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к не экстрагируемому водой арабиноксилану в количестве, по меньшей мере, в 2 раза превышающем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба по сравнению с эталонным хлебом, приготовленным без использования эндоксиланазы, добавление такого ферментного препарата в рецептуру выпечного изделия. Для осуществления способа используется композиция, содержащая, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу и, по меньшей мере, один ингредиент, выбранный из группы, состоящей из глютена, крахмала, эмульгаторов, ферментов, восстановителей, окислителей, гидроколлоидов и пребиотиков. Изобретение позволяет получить выпечное изделие с увеличенным содержанием водорастворимого арабиноксилана. 9 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил., 8 табл., 4 пр.

 

Область изобретения

Изобретение относится к способам и средствам повышения содержания водорастворимых арабиноксилановых олигосахаридов в выпечных изделиях, включая применение в рецептуре добавляемых из внешнего источника ферментов, для получения выпечных изделий, обладающих большими преимуществами для здоровья. Кроме того, настоящее изобретение относится к выпечным изделиям, обогащенным водорастворимыми арабиноксилановыми олигосахаридами.

Предшествующий уровень техники

Хлеб и мучные кондитерские изделия изготавливают на основе злаков и фракций злаков, которые перемалывают в муку и смешивают с дрожжами или химическим разрыхлителем, солью и водой в качестве ключевых ингредиентов. Другие ингредиенты, такие как сахар, жир, молоко, оксиданты, эмульгаторы и ферменты можно добавлять для облегчения обработки и/или улучшения вкуса или структуры выпечного изделия и/или его срока годности. Процесс можно разделить на три основные стадии, а именно: 1) смешивание и формирование вязко-эластичного теста путем замешивания, 2) разрыхление теста под действием дрожжей или химических рахрыхлителей и 3) выпекание (Hoseney, 1994).

Арабиноксилан (АК), который также называют пентозаном, является основным компонентом зерен злаковых, составляя 5-10% сухой массы зерен злаковых. АК можно разделить на экстрагируемые водой АК (ЭВ-АК) и не экстрагируемые водой АК (НВ-АК), причем и те, и другие обладают одинаковой структурой, но различаются уровнем перекрестного сшивания с другими природными полимерами. В общем, АК злаковых состоит из скелета бета-(1-4)-связанных остатков D-ксилопиранозы (ксилозы), некоторые из них моно- или дизамещены альфа-L-арабинофуранозильными остатками (арабинозой). Кроме того, с некоторыми ксилозными и/или арабинозными остатками АК связаны и другие заместители, такие как феруловая кислота, кумаровая кислота, уксусная кислота или (метил)глюкуроновая кислота.

Признано, что АК важен для изготовления хлеба и мучных кондитерских изделий. По оценкам, АК из муки эндосперма пшеницы (приблизительно 2% от сухой массы муки) связывает 23% всей воды в тесте из пшеничной муки (Bushuk, 1966). Добавление увеличенных количеств ЭВ-АК или НВ-АК увеличивает время образования теста и консистенцию теста, а абсорбция воды сохраняется постоянной. Уплотнение консистенции теста больше в случае НВ-АК, чем при использовании ЭВ-АК, тогда как увеличение времени образования теста больше при добавлении ЭВ-АК (Michniewicz et al., 1991). И ЭВ-АК, и НВ-АК увеличивают фаринографическую абсорбцию воды (Michniewicz et al., 1991). На фаринографическую абсорбцию воды также влияет молекулярная масса (ММ) АК. При одинаковых концентрациях АК фракции АК с высокой молекулярной массой (ВММ) обладают большим действием на значения фаринографической абсорбции воды, чем фракции АК с низкой молекулярной массой (НММ) (Michniewicz et al., 1991; Biliaderis et al., 1995; Courtin et al., 1998). Добавление ЭВ-АК в пшеничную муку увеличивает объем буханки хлеба, тогда как добавление НВ-АК снижает его (Michniewicz et al., 1992; Courtin et al., 1999).

Эндоксиланазы гидролизуют внутренние связи в цепи АК, тем самым влияя на структуру и физико-химические свойства АК. Оптимальные количества правильного типа эндоксиланаз улучшают характеристики теста и хлеба (McCleary, 1986; Rouau et al., 1994), в связи с чем некоторые эндоксиланазы в настоящее время имеются в продаже в качестве улучшающих агентов для выпечных изделий. Добавление эндоксиланаз в оптимальных количествах в процессе производства хлеба приводит к следующим желательным эффектам (Rouau et al., 1994):

- повышенной вязкости и эластичности теста;

- повышенным объемом буханки после выпекания;

- более мягкой структуре мякиша (уменьшенной плотности мякиша).

Благоприятный эффект добавления эндоксиланазы в процессе производства хлеба возникает благодаря превращению НВ-АК в ферментативно солюбилизированный АК (ФС-АК, т.е., фракцию АК, которая становится экстрагируемой водой под действием на изначально присутствующий НВ-АК добавленных из внешнего источника эндоксиланаз). Гипотетически причины влияния повышенных уровней ФС-АК или пониженных уровней НВ-АК на вышеупомянутое улучшение характеристик теста и хлеба включают следующее (Rouau et al., 1994; Courtin and Delcour, 2002):

- снижение способности НВ-АК связывать воду, приводящее к перераспределению воды, до этого связанной компонентами теста, такими как глютен, что улучшает формирование клейковинного каркаса и, следовательно, расширение теста;

- снижение уровней НВ-АК, которые дестабилизируют структуру теста, т.к. могут образовывать физические барьеры для клейковинного каркаса и могут перфорировать газовые пузыри, что приводит к слипанию и сниженному удерживанию газа;

- повышенную вязкость водной фазы теста благодаря более высоким уровням ФС-АК, что приводит к стабилизированию водных пленок в газовых пузырях во время ферментации теста;

- замедление уровня диффузии углекислого газа из замешиваемой массы вследствие улучшенной механической прочности или сниженной газовой проницаемости жидких пленок теста, что приводит к повышенному удержанию газа во время ферментации теста и, таким образом, к большему объему буханки после выпекания.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с настоящим изобретением, предложен способ увеличения в выпечном изделии после выпекания содержания водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25, включающий следующие стадии:

- приготовление теста для выпечного изделия с использованием муки или смеси разной муки, в которой суммарное содержание арабиноксилана составляет, по меньшей мере, 2,5 мас.% (от массы сухого вещества), и

- добавление в указанное тесто ферментного препарата, содержащего, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу в количестве, которое по меньшей мере, в 2 раза больше, предпочтительно по меньшей мере в 3-6 раз больше, или даже в 10 раз больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления такого ферментного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия.

В соответствии с настоящим изобретением, также предложен способ увеличения в выпечном изделии после выпекания содержания водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25, включающий следующие стадии:

- приготовление теста для выпечного изделия с использованием смеси одной или более чем одной фракции помола, содержащей, по меньшей мере, 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 60%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 70% пшеничной муки, где указанная смесь имеет суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2,5 мас.% (от массы сухого вещества), и

- добавление в указанное тесто ферментного препарата, содержащего, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу в количестве, по меньшей мере, в 2 раза большем, предпочтительно, по меньшей мере, от 3 до 6 раз большем, или даже в 10 раз большем, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления ферментативного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия.

Предпочтительно, в способе по изобретению тесто готовят с использованием смеси одной или более фракций помола, причем указанная смесь имеет суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2 мас.% (от массы сухого вещества), и дополнительно к указанному ферментному препарату, содержащему по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу, в указанное тесто добавляют, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК.

Предпочтительно, в способе по изобретению указанное количество указанной термофильной эндоксиланазы представляет собой количество, достаточное для обеспечения в указанном выпечном изделии после выпекания содержания указанных водорастворимых арабиноксиланов, по меньшей мере, от 1,56 г / 100 г сухого вещества до 7 г / 100 г сухого вещества, более предпочтительно, по меньшей мере от 1,7 г / 100 г сухого вещества до 7 г / 100 г сухого вещества, еще более предпочтительно - от по меньшей мере 1,8, 1,9 или даже 2,0 г / 100 г сухого вещества до 7 г / 100 г сухого вещества.

Предпочтительно, в способе по изобретению, указанная эндоксиланаза представляет собой термофильную эндоксиланазу Trichoderma longibrachiatum, Aspergillus aculeatus, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima, более предпочтительно, термофильную эндоксиланазу Trichoderma longibrachiatum, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima.

Предпочтительно, в способе по изобретению указанный ферментный препарат дополнительно содержит, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК.

Указанную по меньшей мере одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК, можно добавлять непосредственно в тесто.

Предпочтительно, в способе по изобретению, указанный ферментативный препарат дополнительно содержит, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз.

Указанный, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз, можно добавлять непосредственно в тесто.

Предпочтительно, в способе по изобретению указанная мука представляет собой муку из эндосперма пшеницы, муку из цельных зерен пшеницы или смесь муки из цельных зерен пшеницы и муки из эндосперма пшеницы.

Предпочтительно, в способе по изобретению указанная смесь одной или более фракций помола дополнительно содержит отруби в количестве менее 25 мас.%, более предпочтительно, в количестве менее 20 мас.%.

Указанные отруби предпочтительно выбраны из группы, состоящей из пшеничных отрубей, обогащенных алейроном; ржаных отрубей, обогащенных алейроном; ржаных отрубей, пшеничных отрубей, ячменных отрубей, кукурузных отрубей и/или рисовых отрубей; более предпочтительно, из группы, состоящей из пшеницы, пшеничных отрубей, обогащенных алейроном, ржаных отрубей, обогащенных алейроном, и/или ржаных отрубей.

Предпочтительно, в способе по изобретению указанная смесь одной или более фракций помола дополнительно содержит муку, полученную из ржи, в количестве меньше 50 мас.%, более предпочтительно меньше 40 мас.%, наиболее предпочтительно - меньше 30 мас.%.

Указанная мука, полученная из ржи, предпочтительно представляет собой муку из эндосперма ржи, муку из цельных зерен ржи и/или смесь муки из цельных зерен ржи и муки из эндосперма ржи.

Предпочтительно, в способе по изобретению в тесто дополнительно вводят ингредиент, содержащий водорастворимый арабиноксилан со средней степенью полимеризации в диапазоне от 5 до 50, более предпочтительно, в диапазоне от 5 до 35, еще более предпочтительно - в диапазоне от 5 до 25.

В соответствии с настоящим изобретением, предложен также способ увеличения в выпечном изделии после выпекания содержания водорастворимого арабиноксилана со средней степенью полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25, до содержания более 1,56 г / 100 г сухого вещества, более 1,7 г / 100 г сухого вещества, более 1,75 г / 100 г сухого вещества, предпочтительно до содержания, по меньшей мере, 1,9 г / 100 г сухого вещества, где указанный способ включает следующие стадии:

- приготовление теста для выпечного изделия с использованием смеси одной или более фракций помола, содержащей, по меньшей мере, 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 60%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 70% муки, полученной из пшеницы,

- добавление в указанное тесто форменного препарата, содержащего по меньшей мере одну эндоксиланазу, в количестве, по меньшей мере, в 2 раза большем, предпочтительно, по меньшей мере, в 3-6 раз большем или даже в 10 раз большем, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального повышения объема хлеба, достигаемого путем добавления такого ферментного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия, а также ингредиента, содержащего по меньшей мере 8 мас.% (от общей массы) водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25.

Предпочтительно, в способе по изобретению указанная эндоксиланаза представляет собой термофильную эндоксиланазу, предпочтительно, термофильную эндоксиланазу Trichoderma longibrachiatum, Aspergillus aculeatus, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima. Более предпочтительно, указанная эндоксиланаза представляет собой термофильную эндоксиланазу Trichoderma longibrachiatum, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima.

В способе по изобретению по меньшей мере одна эндоксиланаза, высокоселективная по отношению к НВ-АК, может содержаться в указанном ферментативном препарате или ее можно добавлять непосредственно в тесто.

Согласно настоящему изобретению, также предлагается выпечное изделие с содержанием водорастворимого арабиноксилана, по меньшей мере, 1,56 г / 100 г сухого вещества, предпочтительно, 1,7 г / 100 г сухого вещества, более предпочтительно, по меньшей мере 1,75 г / 100 г сухого вещества и до 7 г / 100 г сухого вещества, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно в диапазоне от 5 до 35, более предпочтительно в диапазоне от 5 до 25, причем указанное изделие может быть получено способом по изобретению.

Предпочтительно, указанное выпечное изделие содержит, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу и имеет содержание водорастворимого арабиноксилана, по меньшей мере, 1,56 г / 100 г сухого вещества, по меньшей мере, 1,7 г / 100 г сухого вещества и до 7 г / 100 г сухого вещества, со средней степенью полимеризации (СП) в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно в диапазоне от 5 до 35, наиболее предпочтительно в диапазоне от 5 до 25.

В выпечном изделии по изобретению основная часть указанного водорастворимого арабиноксилана может быть получена из арабиноксилана, присутствующего в рецептуре выпечного изделия.

Предпочтительно, в выпечном изделии по изобретению все количество указанного водорастворимого арабиноксилана получено из арабиноксилана, присутствующего в рецепте выпечного изделия.

В соответствии с настоящим изобретением, также предложена композиция, пригодная для приготовления выпечного изделия по изобретению, содержащая по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу и дополнительно содержащая по меньшей мере один, предпочтительно, по меньшей мере 2 ингредиента, выбранных из группы, состоящей из глютена, крахмала, добавок, таких как эмульгаторы (например, моноглицериды, диглицериды, эфиры моноглицеридов и диацетилтартаровой кислоты (DATEM), стеароиллактилаты, лецитин и т.п.), ферменты (например, ксиланазы, альфа-амилазы, липазы, оксидоредуктазы, протеазы), восстановители (например, цистеин), окислители (например, аскорбиновая кислота, азодикарбонамид и бромат), гидроколлоиды и пребиотики (например, галактоолигосахариды, арабиноолигосахариды, ксилоолигосахариды, фруктоолигосахариды, инулин, резистентный крахмал, резистентные декстрины…).

Указанную композицию по изобретению можно использовать в качестве композиции-улучшителя в жидкой или порошкообразной форме, или в готовой оптимизированной смеси.

Указанная композиция может дополнительно содержать, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкоронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз, целлюлаз и эндоксиланаз, высокоселективных по отношению к НВ-АК.

В соответствии с настоящим изобретением, также предложено тесто для выпечного изделия, содержащее смесь одной или более фракций помола, содержащую по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно, по меньшей мере 60%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 70% муки, полученной из пшеницы, причем указанная смесь имеет суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2,0% и, предпочтительно, по меньшей мере, 2,5% (мас./мас.), и указанное тесто содержит по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу в количестве, достаточном для получения после выпекания выпечного изделия с содержанием водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно в диапазоне от 5 до 35, более предпочтительно в диапазоне от 5 до 25, которое по меньшей мере равно, а предпочтительно превышает 1,56 г / 100 г сухого вещества, 1,7 г / 100 г сухого вещества и до 7 г / 100 г сухого вещества.

Тесто по изобретению может дополнительно содержать, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкоронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз, целлюлаз и эндоксиланаз, высокоселективных по отношению к НВ-АК.

В тесте по изобретению указанная смесь фракций помола может быть такой, как прописано в способе по изобретению.

В соответствии с настоящим изобретением, также предложено выпечное изделие, изготовленное из теста по изобретению.

Тесто по изобретению можно применять для приготовления хлеба или мучных кондитерских изделий с повышенным содержанием водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно в диапазоне от 5 до 35, более предпочтительно в диапазоне от 5 до 25.

Описание изобретения

Потенциал эндоксиланаз в отношении улучшения хлеба связан с соотношением их активности растворения НВ-АК и активности разрушения ЭВ-АК и ФС-АК и, таким образом, с их субстратной селективностью (Courtin et al., 1999, Courtin et al., 2001). В правильной дозировке добавление в рецептуру эндоксиланазы с высокой селективностью по отношению к НВ-АК приводит к растворению НВ-АК, повышает вязкость водной фазы теста через образование ФС-АК и благотворно влияет на удерживание газа. Эндоксиланазы, которые предпочтительно гидролизуют ЭВ-АК и ФС-АК, снижают вязкость, что приводит к меньшей стабильности теста и повышенной слипаемости газовых пузырей, и, таким образом, к уменьшению объемов буханки (Rouau et al., 1994; Hilhorst et al., 1999; Courtin et al., 2001; Courtin and Delcour, 2002). Все имеющиеся в настоящее время в продаже эндоксиланазы, применяемые в качестве улучшителей хлеба, представляют собой ферменты с высокой селективностью в отношении растворения НВ-АК. В рецептурах хлеба рекомендуется применять ферменты эндоксиланазы, которые предпочтительно гидролизуют ЭВ-АК и ФС-АК до низкомолекулярных арабиноксилановых олигосахаридов (АКОС). В общем, эндоксиланазы семейства гликозидгидролаз (GH) 11 (классификация согласно http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/) обладают высокой селективностью по отношению к НВ-АК, тогда как эндоксиланазы GH10 (классификация согласно http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/) предпочтительно гидролизуют ЭВ-АК и растворенный арабиноксилан, но слабо действуют на НВ-АК (Moers et al., 2005).

Наряду с селективностью эндоксиланаз важную роль играет количество. При избыточном количестве эндоксиланазы большая доля воды, которая в норме связывается АК (23% от всей воды в тесте), высвобождается и больше не может находиться в составе теста. Тесто при этом становится очень влажным и липким во время ферментации и расстойки и имеет тенденцию к свисанию через края форм для выпечки. Получившиеся буханки хлеба имеют крошащиеся мякиш и корку, а также демонстрируют схлопывание воздушных пузырьков (McCleary, 1986). Эти эффекты обусловлены избыточным растворением НВ-АК и разрушением ФС-АК и ЭВ-АК до низкомолекулярных АКОС. Этот эффект можно частично уменьшить путем снижения содержания воды в тесте (Rouau and Moreau, 1993; Rouau et al., 1994; Courtin et al., 2001). Например, Courtin et al. (2001) приготовил хлеб из белозерной пшеничной муки с большим количеством эндоксиланазы Bacillus subtilis или эндоксиланазы Aspergillus aculeatus. Хотя хлеб с подходящей структурой мог получаться при высоком содержании эндоксиланаз, это оказалось возможным только за счет снижения содержания воды в тесте по сравнению с рецептурой без эндоксиланазы, и даже тогда тесто с большими количествами эндоксиланазы Aspergillus aculeatus обладало очень плохими технологическими характеристиками. Снижение содержания воды в рецептах теста нежелательно с технологической точки зрения, поскольку это может привести к плохой гидратации составляющих муки в начале замешивания, и экономически нежелательно для пекаря, поскольку получающийся хлеб более сухой и, следовательно, на килограмм хлеба требуется больше муки. Добавление гидроколлоидов представляет собой другой способ преодоления отрицательного влияния избыточного высвобождения воды (McCleary, 1986). Однако, это дорогое и, следовательно, экономически непривлекательное решение. Таким образом, передозировка эндоксиланаз не рекомендуется в данной области. Например, Novozymes, коммерческий производитель ферментов для пекарен, рекомендует следующие дозировки для улучшающих хлеб продуктов, содержащих эндоксиланазы: Pentopan Mono BG, 20-120 мг/кг муки; Pentopan Plus BG, 30-70 мг/кг муки; Pentopan 500 BG, 20-180 мг/кг муки. Кроме того, прямо указывается, что "передозировка приводит к липкости теста" (Novozymes, Cereal Food Apptication Sheet. Dough Conditioning. 2003-33195-04). Следовательно, можно заключить, что в предшествующем уровне техники не рекомендуется применять большие количества эндоксиланаз для производства хлеба.

Не только количество и селективность эндоксиланаз, но и температурный профиль эндоксиланаз имеет значение. Общепризнано, что эндоксиланаза, предназначенная для применения в производстве хлеба, в оптимальном технологическом процессе должна проявлять свою основную активность на стадии замешивания теста (Qi Si et al., 1993). Таким образом, вредное влияние НВ-АК на образование клейковины во время замешивания минимизируется, и достигается оптимальное распределение ФС-АК в тесте (Courtin and Delcour, 2002). Это значит, что мезофильные эндоксиланазы, т.е., эндоксиланазы, оптимальные температуры которых находятся в области приблизительно 40°С, являются предпочтительными эндоксиланазами для применения в производстве хлеба. К этому классу ферментов принадлежит большинство имеющихся в продаже эндоксиланаз для производства хлеба. Термофильные эндоксиланазы, т.е. эндоксиланазы, которые стабильны и могут оптимально действовать при температуре 65°С или выше и не так активны при температурах на стадии замешивания теста, т.е. в диапазоне от 20°С до 30°С, в отношении их эффективности не являются предпочтительными эндоксиланазами для применения в производстве хлеба.

Пребиотики представляют собой пищевые ингредиенты, которые не расщепляются ферментами верхней части желудочно-кишечного тракта хозяина и которые благотворно влияют на хозяина путем выборочной стимуляции роста и/или активности ограниченного числа полезных бактерий, таких как бифидобактерии и Lactobacilli, в нижней части желудочно-кишечного тракта (Gibson and Roberfroid, 1995). Польза для здоровья, приписываемая пребиотикам, включает повышенную растворимость и биодоступность минеральных веществ кальция и магния, подавление потенциально патогенных бактерий в кишечнике, снижение уровней триглециридов в крови, стимуляцию чувства сытости и сниженный риск рака кишечника (Macfarlane et al., 2006; Delzenne et al., 2007). Было показано, что арабиноксилановые олигосахариды (АКОС) со средней степенью полимеризации (СП) 3-4 обладают свойствами пребиотиков (Yamada et al., 1993). Эксперименты, описанные в WO 2006/002495, подтверждают, что АКОС с промежуточной средней СП, находящейся в диапазоне от 5 до 50, обладают лучшими пребиотическими свойствами, чем АКОС с более низкой СП или более высокой средней СП. Добавление таких препаратов АКОС в рацион питания вызывает значительное увеличение числа бифидобактерий в слепой кишке цыплят, слепой кишке крыс и в экскрементах у людей. У людей желаемые физиологические эффекты, такие как снижение экскреции аммония с мочой и повышенная экскреция с экскрементами, наблюдали при применении доз 2,21 г/день или даже ниже (W02006/002495).

Поставленная техническая задача заключалась в том, чтобы разработать выпечные изделия с высоким содержанием водорастворимых АКОС со средней СП между 5 и 50 с помощью ферментативно опосредованного гидролиза НВ-АК при сохранении приемлемых технологических характеристик и структуры продукта, при том что на оба указанные фактора, как известно, избыточный гидролиз НВ-АК влияет отрицательно.

АКОС (арабиноксилановые олигосахариды) можно получать действием эндоксиланаз на арабиноксиланы (АК), такие как АК злаковых, присутствующий в ингредиентах хлеба и мучных кондитерских изделий (выпечных изделий). Получение АКОС путем воздействия эндоксиланазы на АК в ограниченной степени осуществляется и в настоящее время при коммерческом производстве хлеба и мучных кондитерских изделий (выпечных изделий), где эндоксиланазы добавляют на стадии смешивания. Однако, по причине использования небольших количеств эндоксиланаз в коммерческом производстве хлеба и кондитерских изделий, содержание АКОС в хлебных и кондитерских изделиях, выпускаемых в настоящее время, недостаточно высоко для того, чтобы при съедании обычной порции такого продукта проявлялись полезные пребиотические эффекты, и кроме того, средняя СП слишком высока, чтобы АКОС проявляли свой оптимальный пребиотический эффект.

Чтобы обеспечить полезные эффекты, описанные в WO 2006/002495, ежедневное потребление АКОС со средней СП между 5 и 50, должно было бы составлять, по меньшей мере, 2,21 г. Стояла задача разработать способ производства хлеба, который позволял бы получить 2,21 г АКОС в порции хлеба, соответствующей среднему ежедневно потребляемому количеству хлеба. В Бельгии среднее потребление хлеба составляет 193 г в день (Euromonitor, database extract on 12/12/2006; www.euromonitor.com), что соответствует 126 г сухого вещества хлеба в день при среднем содержании сухого вещества (СВ) 65,5%. Следовательно, при помощи нового типа хлеба, благотворно влияющего на здоровье, для обеспечения желаемого суточного потребления 2,21 г АКОС при средней СП от 5 до 50, уровень такого АКОС в таком хлебе предпочтительно должен составлять по меньшей мере 1,7 г /100 г СВ.

В данной области не предлагаются способы получения выпечных изделий, содержащих водорастворимые АКОС со средней СП между 5 и 50 на уровне, равном и, предпочтительно, превышающем 1,56 или 1,6 г/100 г СВ, преимущественно равном и, предпочтительно, превышающем 1,7 г/100 г СВ с путем добавления эндоксиланаз в рецептуру.

В соответствии с настоящим изобретением, предложены способы и средства, которые позволяют получить после выпекания выпечные изделия с содержанием водорастворимого АК, имеющего среднюю СП в диапазоне от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, наиболее предпочтительно от 5 до 25, составляющим по меньшей мере 1,56, 1,6 г / 100 г сухого вещества (СВ), преимущественно по меньшей мере 1,7 г / 100 г сухого вещества (СВ), как, например, 1,75 г / 100 г СВ, 1,8 г / 100 г СВ, 1,9 г / 100 г СВ или 2,0 г / 100 г СВ и до 7 г / 100 г сухого вещества.

В способах и средствах по изобретению используется добавление больших количеств эндоксиланаз.

В способах по изобретению преимущественно осуществляют добавление больших количеств термофильных эндоксиланаз. Комбинация большого количества и термофильных эндоксиланаз способствует достижению высокого содержания АКОС без ухудшения технологических характеристик промежуточных продуктов или технологического качества конечного продукта. Не желая быть связанными теорией, авторы изобретения полагают, что с применением термофильных эндоксиланаз вместо мезофильных эндоксиланаз ксиланолитическая активность, требующаяся для получения АКОС, смещается, по меньшей мере, частично, со стадии замешивания и стадии разрыхления на стадию выпекания, позволяя таким образом применять большие количества, при этом отсутствуют негативные эффекты ксиланазной активности, превышающей оптимальную, на тесто и структуру буханки, вызываемые чрезмерным высвобождением воды, связанной АК в процессе замешивания и разрыхления.

Термин "выпечное изделие" в контексте настоящего изобретения относится к бездрожжевому, дрожжевому выпечному изделию или выпечному изделию, изготовленному с использованием химических разрыхлителей, основным ингредиентом которого является мука, полученная из зерен злаковых, и которое также может содержать жир или заменитель жира, сахар, яйца, глютен, крахмал, гидроколлоиды, ферменты, эмульгаторы, окислители или восстанавители, соединения-пребиотики и/или улучшитель.

Термин "улучшитель" является хорошо известным среди пекарей понятием и в контексте настоящего изобретения относится к смеси, по меньшей мере, двух активных ингредиентов, таких как ферменты, эмульгаторы, окислители и соединения-пребиотики (например галактоолигосахариды, фруктоолигосахариды, ксилоолигосахариды, арабиноксилановые олигосахариды, резистентный крахмал, резистентный декстрин…), которые смешаны с обычными для производства выпечных изделий ингредиентами. Улучшитель обычно включает в себя, в дополнение к активным ингредиентам, вещество-носитель. Эти вещества-носители могут представлять собой пшеничную муку, соевую муку, кукурузную муку, крахмал или другой пищевой продукт, кроме того, улучшители используются и в форме порошков. В жидких улучшителях носителем может быть масло или вода. В жидкие улучшители также принято добавлять полисахариды микробного или растительного происхождения для стабилизации такого жидкого улучшителя.

Примеры выпечных изделий включают, без ограничений, хлеб, плоский, багет, хлеб для тостов, хлеб в буханках, чиабатту, пиццу, питу, булочки для гамбургеров, бриошь, твердые рулеты, мягкие рулеты, пирожное, бисквит, имбирные пряники, изделия из слоеного теста, дрожжевое слоеное тесто, тесто для пирогов и печенье.

Термин "зерно" в контексте настоящего изобретения относится к семени растения, например злака, но не ограниченного им, с остаточными плодами или без них и с остаточными цветками или без них.

Термин "злак" в контексте настоящего изобретения относится к растениям ботанического семейства Роасеае (Злаки), включая, но не ограничиваясь ими, такие рода, как пшеница, ячмень, овес, пшеница спельта, рожь, сорго, кукуруза и рис.

Термин" фракция помола" в контексте настоящего изобретения относится ко всем или к части фракций, полученным в результате механического уменьшения размера зерен путем, например, но не ограничиваясь этим: разрезания, дробления, истолчения, размалывания или перемалывания, с фракционированием или без фракционирования, осуществляемого, например, но без ограничения, просеиванием, отбором, отсеиванием, продуванием, аспирацией, просеиванием с помощью центрифугирования, просеиванием в потоке воздуха, электростатическим разделением или разделением в электрическом поле.

Термин "отруби" в контексте данного изобретения обозначает фракцию помола зерна, обогащенную какими-либо или всеми из следующих тканей: алейрон, перикарпий, чашелистики, лепестки и оболочки семени, по сравнению с целым семенем. Отруби, применяемые в изобретении, также можно экструдировать или гранулировать с последующим перемалыванием или другим видом физической гомогенизации.

Термин "мука" в контексте настоящего изобретения относится к сухому порошкообразному продукту, получаемому путем перемалывания зерен злаков или зерновых фракций.

Термин "мука из эндосперма" в контексте настоящего изобретения относится к порошку, полученному путем перемалывания зерна злаков после удаления части или всех отрубей и семенных фракций, который, таким образом, содержит в основном эндоспермовую фракцию зерна. Содержание минералов (зольный остаток) в муке из эндосперма обычно составляет от 0,3% до 1,4% (мас./мас., от СВ), что определяется взвешиванием массы золы, которая остается после сжигания образца в печи при температуре, обычно составляющей от 550°С до 900°С.

Термин "мука из цельного зерна" в контексте настоящего изобретения относится к порошку, полученному помолом зерна злаков с удалением чашелистиков и лепестков и/или без этого, с удалением части внешнего слоя перикарпия или без этого, и с удалением зародыша или без этого. Мука из цельного зерна обычно содержит минеральные вещества (зольный остаток) в количестве более 1,4% (мас./мас., от СВ), определяемый путем взвешивания массы золы, которая осталась после сжигания образца в печи, обычно при температуре от 550°С до 900°С.

В контексте настоящего изобретения термин "эндоксиланаза" обозначает фермент, который способен гидролизовать внутренние гликозидные связи, соединяющие остатки ксилозы в содержащих ксилозу полисахаридах. Такие гликозидные связи могут представлять собой, например, бета-1,4-гликозидную связь в бета-D-ксилопиранозил-1,4-бета-D-ксилопиранозных единицах таких полисахаридов. Эндоксиланазы можно получить из множества организмов, включая растения, грибы (например, родов Aspergillus, Penicillium, Disporotrichum, Neurospora, Fusarium, Humicola, Trichoderma) или бактерий (например, родов Bacillus, Aeromonas, Steptomeces, Nocardiopsis, Thermomyces, Thermotoga) (см., например, WO 92/17573, WO 92/01793, WO 91/19782, WO 94/21785). Имеющиеся в продаже очищенные или частично очищенные препараты эндоксиланаз включают Frimase™ B210 (Puratos), Shearzyme™ (Novozymes), Biofeed Wheat™ (Novozymes), Pentopan™ Mono BG (Novozymes), Pentopan™ 500 BG (Novozymes), Pulpzyme™ (Novozymes), Ecopulp™ (AB Enzymes), Veron™ 191 (AB Enzymes), Veron™ Special (AB Enzymes), Multifect™ Xylanase (Genencor/Danisco), Multifect™ 720 (Genencor/Danisco), Spezyme™ CP (Genencor/Danisco), Grindamyl™ H640 (Danisco), and Grindamyl™ Powerbake™ (Danisco).

Термин "большое количество" в контексте настоящего изобретения относится к количеству, превышающему, часто сильно превышающему то количество, которое обычно используют для увеличения объема буханки. В контексте изобретения ферментативный препарат, содержащий по меньшей мере одну эндоксиланазу, преимущественно добавляют в рецептуру (выпечного изделия) в количестве, которое, по меньшей мере, в 2 раза больше, например, по меньшей мере, в 2,5 раза больше, предпочтительно, по меньшей мере, в 3-6 раз больше или даже в 10 раз больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления такого ферментативного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия.

В контексте настоящего изобретения эндоксиланазы или ферментативные препараты, содержащие, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, предпочтительно добавляют в таком количестве, чтобы уровень водорастворимых арабиноксиланов (Р-АК) со средней степенью полимеризации (срСП) от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, наиболее предпочтительно от 5 до 25, в выпечных изделиях после выпекания составлял, по меньшей мере, 1,56 г / 100 г сухого вещества (СВ), предпочтительно, по меньшей мере, 1,6 г / 100 г СВ, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 1,7 г / 100 г СВ, например, по меньшей мере, 1,75 г / 100 г СВ, по меньшей мере, 1,8 г / 100 г СВ, по меньшей мере, 1,9 г / 100 г СВ, или, по меньшей мере, 2,0 г / 100 г СВ до 7 г / 100 г СВ. Это количество также называется здесь "достаточным количеством" или "достаточно эффективным количеством".

Термин "термофильная эндоксиланаза" в контексте настоящего изобретения относится к ферменту эндоксиланазе, для которого оптимальная температура для активности составляет, по меньшей мере, 65°С, например между 65°С и 70°С, или между 70°С и 80°С, или между 80°С и 100°С.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к способам и средствам для повышения содержания водорастворимых арабиноксилановых олигосахаридов в выпечных изделиях.

Согласно первому аспекту, изобретение относится к способу повышения в выпечном изделии, преимущественно после выпекания, содержания водорастворимых арабиноксиланов (Р-АК) со средней степенью полимеризации (срСП) от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25 (называемых "S-АК или арабиноксиланы желаемого типа"), с использованием большого количества добавляемых из внешнего источника эндоксиланаз. Эти эндоксиланазы преимущественно добавляют в состав выпечного изделия, где они оказывают свое действие, приводящее к растворению НВ-АК, присутствующих в рецептуре, а также могут гидролизовать водорастворимые арабиноксиланы (Р-АК).

Эндоксиланазы (ферментативный препарат, содержащий, по меньшей мере, одну эндоксиланазу) добавляют в рецептуру выпечного продукта, преимущественно добавляют в тесто такого продукта, предпочтительно, на стадии смешивания (т.е. их смешивают с мукой, водой и другими ингредиентами теста).

Авторы изобретения обнаружили, что преимущественно тесто готовят с мукой, смесью разной муки или смесью муки (разной муки) и фракций помола, где эти мука или смесь имеют суммарное содержание арабиноксилана, составляющее по меньшей мере 2,0 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 2,5 мас.% (% массы сухого вещества). Количество арабиноксиланов меньше 2% и между 2,0% и 2,5% в муке, смеси разной муки или смеси муки (разной муки) и фракций помола может быть слишком низким для достижения желаемого уровня водорастворимого арабиноксилана (Р-АК) желаемого типа.

Неожиданно авторы изобретения обнаружили, что при добавлении в такое тесто достаточно большого количества ферментативного препарата, содержащего, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, предпочтительно содержащего по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу, без труда получаются выпечные изделия (например, хлеб), обладающие благотворно влияющими на здоровье свойствами, проявляющие эффекты пребиотиков при обычном ежедневном потреблении, и это происходит без ущерба для качества продукта.

Благотворный эффект на здоровье может включать один или более из следующих эффектов: повышенные уровни углевод-сбраживающих бактерий в кишечнике, повышенные уровни бактерий рода Bifidobacterium в кишечнике, пониженные уровни протеин-разлагающих бактерий в кишечнике, повышенное всасывание минеральных веществ в кишечнике, пониженные уровни триглицеридов и/или LDL-холестерина в плазме крови, усиленное чувство сытости, противодиабетический эффект, а также сниженный риск рака кишечника.

Соответственно, воплощение настоящего изобретения относится к способу повышения в выпечном изделии, преимущественно, после выпекания, содержания водорастворимого арабиноксилана (Р-АК) со средней степенью полимеризации (срСП) от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, наиболее предпочтительно от 5 до 25, предпочтительно, до содержания, по меньшей мере, 1,56%, по меньшей мере, 1,6%, более предпочтительно, по меньшей мере, 1,7%, включающему следующие стадии:

- приготовление теста для выпечного изделия с использованием муки, смеси разной муки или смеси муки (разной муки) и фракций помола, имеющих суммарное содержание арабиноксилана по меньшей мере 2,0%, более предпочтительно по меньшей мере 2,5%, например, имеющих суммарное содержание арабиноксилана в диапазоне от 2,0% до 25%, предпочтительно от 2,5% до 8%, более предпочтительно от 3% до 8%, наиболее предпочтительно, от 3% до 6%, и

- добавление в указанное тесто ферментативной композиции, содержащей, по меньшей мере, одну эндоксиланазу (т.е. одну или более чем одну эндоксиланазу), где эндоксиланаза предпочтительно представляет собой термофильную эндоксиланазу, в количестве, по меньшей мере, в 2 раза большем, по меньшей мере в 2,5 раза большем, предпочтительно по меньшей мере в 3-6 раз большем или даже в 10 раз большем, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого добавлением такого ферментного препарата в состав указанного выпечного изделия.

Если суммарное содержание арабиноксилана составляет от 2% до 2,5%, может быть предпочтительным объединять термофильную эндоксиланазу (или ферментативный препарат, содержащий по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу) с, по меньшей мере, одной эндоксиланазой, которая является высокоселективной по отношению к НВ-АК (например, GH11 мезофильной эндоксиланазой), термофильной или не являющейся термофильной. Оба типа ферментов можно вводить раздельно, или можно объединять в одном и том же ферментативном препарате.

Предпочтительно, выпечные изделия после выпекания имеют содержание Р-АК, по меньшей мере, 1,56 мас.% (г/100 г СВ), по меньшей мере, 1,6%, более предпочтительно, по меньшей мере, 1,7%, со срСП в интервале от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, наиболее предпочтительно от 5 до 25.

Предпочтительно, соотношение арабинозы и ксилозы (А/К) в Р-АК составляет от 0,2 до 0,9, более предпочтительно, от 0,3 до 0,7, например от 0,4 до 0.6.

Таким образом, воплощение настоящего изобретения относится к способу повышения уровня Р-АК в выпечном изделии, преимущественно после выпекания, со срСП от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, наиболее предпочтительно от 5 до 25, включающему следующие стадии:

- приготовление теста для выпечного изделия с использованием муки, смеси разной муки или смеси муки (разной муки) и фракций помола, имеющих суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2,5%, например имеющих суммарное содержание арабиноксилана от 2,5% до 25%, предпочтительно от 2,5% до 8%, более предпочтительно от 3% до 8%, наиболее предпочтительно от 3% до 6%, и

- добавление в указанное тесто ферментативного препарата, содержащего, по меньшей мере, одну эндоксиланазу (т.е., одну или более чем одну эндоксиланазу), где эндоксиланаза предпочтительно представляет собой термофильную эндоксиланазу, в количестве, достаточном для обеспечения в указанном выпечном изделии после выпекания содержания Р-АК, по меньшей мере, 1,56 мас.% (г / 100 г СВ), по меньшей мере 1,6%, более предпочтительно, по меньшей мере, 1,7%, со срСП от 5 до 50, предпочтительно, от 5 до 35, наиболее предпочтительно, от 5 до 25.

Наиболее предпочтительно, эндоксиланазы добавляют в таком количестве, чтобы получить после выпекания содержание Р-АК желаемого типа, которое превышает 1,56%, например, равно или превышает 1,6%, равно или превышает 1,7%, например, равно или превышает 1,75%, равно или превышает 1,8%, равно или превышает 1,9%, равно или превышает 2,0%, и составляет до 7%.

Предпочтительно, тесто готовят из муки (возможно, смеси разной муки или смеси муки (разной муки) и фракций помола), из которых, по меньшей мере, 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 60%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 70% получено из пшеницы.

В случае использования муки из эндосперма пшеницы рекомендуется добавлять минимальное количество муки из цельного зерна или фракции помола, причем в этом случае фракция помола предпочтительно представляет собой отруби, наиболее предпочтительно, отруби из злака, например, в количестве, по меньшей мере, 5 мас.%, чтобы довести суммарное содержание арабиноксилана в муке (видах муки) до содержания, по меньшей мере, 2,0%, предпочтительно, по меньшей мере, 2,5%, например, до содержания между 2,0% и 2,5%, предпочтительно, между 2,5 и 8%, более предпочтительно, между 3% и 8%, наиболее предпочтительно, между 3% и 6%.

Можно использовать следующее: смеси муки из пшеницы и ржаной муки из эндосперма, а также смеси муки из пшеницы и ржаной муки из цельного зерна.

Также можно использовать смеси из муки, полученной из пшеницы, муки, полученной из ржи и отрубей из злака или растения, не являющегося злаковым.

Великолепные результаты получали со (100%) пшеничной мукой из цельного зерна.

Также, великолепные результаты получали со смесями пшеничной муки из эндосперма и отрубями в соотношении от 95:5 (мас./мас.) до 75:25 (мас./мас.), например, 95:5, 90:10, 85:15 или 80:20 (мас./мас.).

Великолепные результаты получали с пшеничными отрубями, обогащенными алейроном, в качестве отрубей (см. Таблицу 3), а также с ржаными отрубями или ржаными отрубями, обогащенными алейроном (см. Таблицу 5).

Также возможны следующие типы отрубей: пшеничные отруби, ячменные отруби, рисовые отрубы, кукурузные отруби (также называемые кукурузной шелухой или кукурузной скорлупой), отруби из подорожника (также называемые шелухой семян подорожника), отруби из хлопка (также называемые шелухой семян хлопка). Отруби, применяемые в настоящем изобретении, также можно экструдировать или гранулировать с последующим перемалыванием или другим видом физической гомогенизации.

Доказано, что термофильные эндоксиланазы и, в частности, термофильные эндоксиланазы GH11 пригодны для выделения АК из отрубей и получения желаемого типа арабиноксилана. Если применяют термофильную эндоксиланазу семейства GH10 (например, ХАА), то может быть предпочтительным в дополнение к ней использовать, по меньшей мере, одну другую эндоксиланазу, термофильную или не являющуюся таковой, которая высокоселективна по отношению к НВ-АК (например, мезофильную эндоксиланазу GH11 или мезофильную эндоксиланазу, специфичную к НВ-АК).

Также, великолепные результаты получали с использованием смеси разной муки, содержащей более 75 мас.% пшеничной муки и ржаной муки, в соотношении от 90:10 (мас./мас.)до 50:50 (мас./мас.), например, 90:10, 80:20, 75:25, 70:30 или 60:40 (мас./мас.). Если соотношение пшеничной муки ржаной муки меньше 40:60, и срСП Р-АК выпечного изделия снижена до значения менее 50 добавлением эндоксиланаз, это отрицательно влияет на консистенцию и органолептические характеристики выпечного изделия. Кроме того, доказано, что термофильные эндоксиланазы/ферментативные препараты, содержащие, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу, пригодны для получения больших количеств арабиноксилана желаемого типа. Термофильную эндоксиланазу предпочтительно выбирают из семейства GH11, но она также может быть из семейства GH10 (или любого другого семейства).

Великолепные результаты также были получены со смесями муки, содержащими более 75 мас.% пшеничной муки, ржаной муки, ржаных отрубей, где отношение суммы пшеничной и ржаной муки к отрубям составляет от 95:5 (мас./мас.) до 75:5 (мас./мас.), например, 95:5, 90:10, 85:15 или 80:20 (мас./мас.), а соотношение пшеничной муки и ржаной муки составляет от 95:5 (мас./мас.) до 50:50 (мас./мас.), например, 95:5, 90:10, 85:15, 80:20, 75:25, 70:30 или 60:40 (мас./мас.). К тому же, доказано, что термофильные эндоксиланазы/ферментативные препараты, содержащие, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу, очень подходят для получения больших количеств арабиноксилана желаемого типа. Термофильную эндоксиланазу предпочтительно выбирают из семейства GH11, но она также может быть представителем семейства GH10 (или любого другого семейства).

Предпочтительно, ферментативный препарат, содержащий, по меньшей мере, одну (одну, две или более) термофильных эндоксиланаз, добавляют в рецептуру (например, в тесто).

Примеры таких термофильных эндоксиланаз включают термофильные эндоксиланазы из Trichoderma longibrachiatum (мутантной формы), из Aspergillus aculeatus, из Thermomyces lanuginosus и/или из Thermotoga maritima. Более предпочтительно применять термофильные эндоксиланазы из Trichoderma longibrachiatum, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima.

Великолепные результаты были получены, например, с применением термофильного (эндо)ксиланазного препарата из Thermomyces lanuginosus "Pentopan Mono BG" (PP MONO), например, при добавлении его в количестве, по меньшей мере, 240000 единиц/кг муки, и при использовании термофильного (эндо)ксиланазного препарата из Trichoderma longidrachiatum "Ecopulp TX200A" (ЕСОР), например, при добавлении его в количестве, по меньшей мере, 13200 единиц/кг муки (см. Таблицы 1 и 2).

Также, показано, что препарат термофильной эндоксиланазы семейства GH10 из Thermotoga maritima "XynA" и препарат термофильной эндоксиланазы семейства GH10 из Thermotoga maritima "XynB" являются в высокой степени подходящими.

Предпочтительно, по меньшей мере одна (одна или более) эндоксиланаз, которые высокоселективны по отношению к НВ-АК, например, эндоксиланазы из семейства GH11, добавляют в тесто, где такая высокая селективность в отношении НВ-АК определяется значением фактора субстратной специфичности SSF_CHROM, в соответствии с Moers et al. (2003) и Moers et al. (2005), составляющего, по меньшей мере, 4 или более.

Еще термофильные эндоксиланазы, высокоселективные по отношению к НВ-АК, являются наиболее подходящими.

Если термофильная эндоксиланаза не высокоселективна по отношению к НВ-АК, ее можно, преимущественно, объединять с одной или более чем одной эндоксиланазой, термофильной или не являющейся термофильной, которая высокоселективна по отношению к НВ-АК.

В воплощении по изобретению применяемая термофильная эндоксиланаза представляет собой эндоксиланазу с оптимальной температурой для проявления активности от 65°С и 70°С, предпочтительно, из семейства GH10, GH11 или GH8, более предпочтительно - из семейства GH11.

В другом воплощении применяемая термофильная эндоксиланаза представляет собой эндоксиланазу с оптимальной температурой для проявления активности в интервале от 70°С до 80°С или между 80°С и 100°С. И в этом случае эндоксиланазу предпочтительно выбирают из семейства GH10, GH11 или GH8, более предпочтительно - из семейства GH11.

Также было обнаружено, что применение разных (более одной) термофильных эндоксиланаз или комбинации, по меньшей мере, одной термофильной эндоксиланазы и, по меньшей мере, одной эндоксиланазы, высокоселективной по отношению к НВ-АК, является весьма подходящим.

Показано, что особенно подходящими являются следующие комбинации: XBS+РР MONO, ХРН+РР MONO, XBS+ХРН+РР MONO, ХРН+РР MONO+РР 500, Tm-XynB+ХРН, Tm-XynB+XBS+ХРН, Tm-XynA+XBS+ХРН, Tm-XynB+XBS+ХРН+РР MONO и Tm-XynA+XBS+ХРН+РР MONO, где «XBS» обозначает препарат эндоксиланазы семейства GH11 из Bacillus subtilis, «ХРН» - препарат эндоксиланазы семейства GH8 из Pseudoalteromonas haloplanktis, «PP MONO» - препарат термофильной (эндо)ксиланазы из Thermomuces lanuginosus, «РР 500» - препарат эндоксиланазы из Humicola insolens, «Tm-XynA» - препарат термофильной эндоксиланазы семейства GH10 XynA из Thermotoga maritima GH10, и «Tm-XynB» - препарат термофильной эндоксиланазы семейства GH10 XynB из Thermotoga maritima. Наиболее предпочтительными являются комбинации XBS+ХРН+РР MONO и Tm-XynB (or Tm-XynA)+XBS+ХРН, а также Tm-XynA (or Tm-XynB)+XBS+ХРН+РР MONO, эти комбинации приводят к содержанию АКОС желаемого типа 1,75 г/100 г сухого вещества и более.

Рекомендуемые дозировки смотри в Таблице 4.

Разные эндоксиланазы можно вносить в тесто для выпечного изделия по отдельности, или же в указанное тесто их можно вносить в форме смесей ферментов или ферментативных препаратов, возможно, в виде одного или более чем одного улучшителя, содержащего эти разные ферменты.

Для выпечных изделий, изготовленных на основе смесей разной муки, содержащих более 75 мас.% пшеничной и ржаной муки в соотношении от 90:10 (мас./мас.) до 50:50 (мас./мас.), можно добавлять в тесто термофильную эндоксиланазу семейства GH10, такую как, например, ХАА (препарат эндоксиланазы семейства GH10 из Aspergillus aculeatus), Tm-XynA или Tm-XynB, одну или в комбинации с эндоксиланазой, которая высокоселективна по отношению к НВ-АК.

Увеличить содержание АК желаемого типа в выпечных изделиях также можно путем использования ферментных коктейлей, содержащих, наряду с эндоксиланазной активностью, и, в особенности, наряду с термофильной эндоксиланазной активностью, дополнительные ферментативные активности, выбранные из группы альфа-L-арабинофуранозидаз (которые отрезают арабинозные боковые цепи от арабиноксилана и, следовательно, повышают доступ эндоксиланаз к их субстрату), метилглюкуронидаз (которые удаляют боковые цепи метилглюкуроновой кислоты и, таким образом, повышают доступ эндоксиланаз к их субстрату), ферулоиловых эстераз (которые гидролизуют эфирную связь между феруловой кислотой и арабиноксиланом и, таким образом, повышают растворимость арабиноксилана), бета-глюканаз (которые гидролизуют бета-глюканы, которые могут быть ассоциированы с арабиноксиланом, и, таким образом, повышают доступ эндоксиланаз к своему субстрату), целлюлаз (которые гидролизуют целлюлозу, которая может быть ассоциирована с арабиноксиланом, и, таким образом, увеличивают доступ эндоксиланаз к своему субстрату) и протеаз.

Опять таки, альтернативно, каждый из указанных ферментов можно добавить в тесто по отдельности.

Применение эндоксиланаз можно также совместить с добавлением других ингредиентов, таких как глютен, крахмал, добавки, такие как эмульгаторы (например, моноглицериды, диглицириды, эфиры диацетилтартаровой кислоты и моноглицеридов (DATEM), стеароиллактилаты, лецитин и подобные), ферментами (например, ксиланазы, альфа-амилазы, липазы, оксидредуктазы, протеазы), восстановители (например, цистеин), окислители (например, аскорбиновая кислота, азокарбонамид и бромат), гидроколлоидами и пребиотиками (например, галактоолигосахаридами, арабиноолигосахаридами, ксилоолигосахаридами, фруктоолигосахаридами, инулином, резистентным крахмалом, резистентными декстринами…).

Например, возможно включить эндоксиланазы в улучшающую композицию, жидкость или порошок, и этот улучшитель потом добавляют в тесто (например, во время стадии смешивания), или же в готовую к употреблению оптимизированную смесь (законченная смесь, содержащая 50% или 100% муки и все сухие ингредиенты и добавки для приготовления выпечного изделия).

Эндоксиланазы здесь (в улучшителе) можно далее комбинировать с, по меньшей мере, одним ферментом, выбранным из группы, состоящей их эндоксиланаз, высокоселективных по отношению к НВ-АК, альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз.

Преимущество (любого из) вышеописанных способов по изобретению заключается в том, что суммарное количество (например, содержание в размере, по меньшей мере, 1,7% или, по меньшей мере, 1,75%) АК желаемого типа можно получить in situ с помощью действия эндоксиланаз на АК (арабиноксиланы), такие как НВ-АК злаков, присутствующий в используемых ингредиентах, таких как мука.

Для дальнейшего увеличения содержания желаемого типа АКОС, тесто можно дополнительно пополнить ингредиентом из внешнего источника, содержащим Р-АК (очищенный или частично очищенный), имеющий срСП от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25.

Еще один аспект изобретения касается способа увеличения в выпечном изделии после выпекания содержания Р-АК, имеющего срСП от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25, до содержания более 1,56%, более 1,6%, предпочтительно, более 1,7%, более 1,75%, более предпочтительно, более 1,9%, как, например, выше 2,0%, 2,1% или выше 2,2%, который включает следующие стадии:

- приготовление теста для выпечного продукта с использованием муки, смеси разной муки или смеси муки (разной муки) и фракций помола,

- добавление в указанное тесто ферментативного препарата, содержащего, по меньшей мере, одну эндоксиланазу в количестве, по меньшей мере, в 2 раза большем, предпочтительно, по меньшей мере от 3 до 6 раз большем или даже в 10 раз большем, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления такого ферментативного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия, а также ингредиента, содержащего по меньшей мере 8 мас.% (от общего количества) Р-АК, имеющего срСП от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, более предпочтительно от 5 до 25.

Преимущественно, указанный ингредиент содержит по меньшей мере 10%, по меньшей мере 15%, более предпочтительно - по меньшей мере 20%, или 30%, или более, желаемого типа арабиноксиланов. Указанные арабиноксиланы (вносимые из внешнего источника) можно включать в улучшитель, в тот улучшитель, который содержит эндоксиланазы, или в отдельный улучшитель.

Опять, в тесто предпочтительно добавляют по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу (или ферментативный препарат, содержащий по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу).

В соответствии с одним из воплощений изобретения, в тесто дополнительно добавляют, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз, целлюлаз и эндоксиланаз, высокоселективных по отношению к НВ-АК.

Указанные ферменты можно объединять в один ферментативный препарат, или каждый можно добавлять в тесто по отдельности, возможно, в составе улучшителя.

Различные ферменты и, в частности, эндоксиланазы, можно комбинировать с ингредиентами, такими как глютен, крахмал, добавки, такие как эмульгаторы (например, моноглицериды, диглицериды, эфиры диацетилтартаровой кислоты моноглицеридов (DATEM), стеароиллактилаты, лецитин и подобные), ферментами (например, ксиланазами, альфа-амилазами, липазами, оксидредуктазами, протеазами), восстановителями (например, цистеином), окислителями (например, аскорбиновой кислотой, азодикарбонамидом и броматом), гидроколлоидами и пребиотиками (например, галактоолигосахаридами, арабиноолигосахаридами, ксилоолигосахаридами, фруктоолигосахаридами, инулином, резистентным крахмалом, резистентными декстринами…).

Например, можно включать эндоксиланазы в улучшающую композицию - жидкость или порошок, - и этот улучшитель потом добавляют в тесто (например, на стадии смешивания) или в готовую для использования оптимизированную смесь (законченная смесь, содержащая 50% или 100% муки и все сухие ингредиенты и добавки для приготовления выпечного изделия).

При добавлении в тесто указанных Р-АК (АКОС) из внешнего источника абсолютно необязательно использовать муку (возможно, смесь разной муки или смесь муки (разной муки) и фракций помола, имеющих суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2,0%, предпочтительно, по меньшей мере, 2,5 мас.% (% от массы сухого вещества). Как описано выше, в отношении такой мукой (разной муки) будет также формироваться увеличенное количество АКОС желаемого типа. Любую описанную ранее муку (в любом из предыдущих воплощений) можно использовать в указанном способе по изобретению.

В следующем аспекте изобретение касается выпечного изделия, получаемого способом (любым из вышеописанных способов) по изобретению. Такие выпечные изделия, особенно те, которые после выпекания имеют содержание АКОС желаемого типа, по меньшей мере, 1,56%, более предпочтительно, 1,7%, далее упоминаются как "выпечное изделие по изобретению".

В следующем аспекте изобретение относится к композиции (такой как ферментативный препарат), содержащей, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу и, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК (например, мезофильную эндоксиланазу семейства GH11), возможно, объединенную, по меньшей мере, с одним ферментом, выбранным из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз. Согласно другому аспекту, изобретение относится к композиции улучшителя, в форме жидкости или порошка, или к готовой оптимизированной смеси, содержащей указанную эндоксиланазу(ы), в частности, содержащей, по меньшей мере, одну термофильную ксиланазу, возможно, в комбинации, по меньшей мере, с одной эндоксиланазой, высокоселективной по отношению к НВ-АК, или, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз.

В еще одном аспекте изобретение относится к композиции, пригодной для приготовления выпечного изделия по изобретению и содержащей, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу и, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК, или, по меньшей мере, один фермент, выбранный из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз. Согласно еще одному аспекту, изобретение относится к композиции, подходящей для приготовления выпечного изделия по изобретению, где указанная композиция содержит, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, в частности, по меньшей мере одну термофильную ксиланазу, возможно, в комбинации, по меньшей мере, с одной эндоксиланазой, высокоселективной по отношению к НВ-АК, или, по меньшей мере, одним ферментом, выбранным из группы, состоящей из альфа-L-арабинофуранозидаз, метилглюкуронидаз, ферулоилэстераз, бета-глюканаз и целлюлаз, и, также, содержит один или более, предпочтительно, по меньшей мере два других ингредиента, выбранных из группы, состоящей из глютена, крахмала, добавок, таких как эмульгаторы (например, моноглицериды, диглицериды, эфиры диацетилтартаровой кислоты моноглицеридов (DATEM), стеароиллактилаты, лецитин и подобные), ферментов (например, ксиланазы, альфа-амилазы, липазы, оксидредуктазы, протеазы), восстановителей (например, цистеин), окислителей (например, аскорбиновая кислота, азодикарбонамид и бромат), гидроколлоидов и пребиотиков (например, галактоолигосахариды, арабинолигосахариды, ксилоолигосахариды, фруктоолигосахариды, инулин, резистентный крахмал, резистентные декстрины…).

Улучшающая(и) композиция(и) по настоящему изобретению особенно подходит(ят) для изготовления выпечных изделий, которые после выпекания имеют содержание АКОС желаемого типа, равное или больше 1,56%, 1,6% или, предпочтительно, 1,7%, например, по меньшей мере, 1,75%, 1,8%, 1,9%, 2,0% до 7%. "Подходящий для" в данном контексте означает, что количество эндоксиланаз в указанном улучшителе кратно (по меньшей мере, в 1 раз, предпочтительно в 1-200 раз, более предпочтительно в 10-100 раз, наиболее предпочтительно в 20-50 раз) количеству, которое в контексте данной заявки определено как "большое количество" или "достаточное количество", чтобы после смешивания улучшителя с другими ингредиентами рецептуры, в конечной рецептуре было достигнуто "большое количество" или "достаточное количество" эндоксиланаз.

Согласно еще одному аспекту, изобретение относится к тесту, особенно тесту для выпечного изделия по изобретению, содержащему муку, смесь разной муки или смесь муки (разной муки) с фракциями помола, имеющими суммарное содержание арабиноксилана предпочтительно, по меньшей мере, 2,0%, предпочтительно, по меньшей мере, 2,5% (мас./мас.), предпочтительно, от 2,0% до 25%, более предпочтительно, от 2,5% до 8%, наиболее предпочтительно, от 3% до 6% (мас./мас.), и содержащего, по меньшей мере, одну эндоксиланазу в количестве, достаточном для получения после выпекания выпечного изделия с содержанием водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации от 5 до 50, предпочтительно, от 5 до 35, наиболее предпочтительно, от 5 до 25, что, по меньшей мере, равно или, предпочтительно, превышает 1,56% или 1,6%, более предпочтительно, 1,7% или 1,75%, например превышает 1,8%, 1,9% или 2,0%.

Предпочтительно, как упомянуто выше, препараты эндоксиланаз, применяемые в составе указанного теста, содержат, по меньшей мере, одну эндоксиланазу, предпочтительно, по меньшей мере одну термофильную эндоксилазу, возможно, в комбинации, по меньшей мере, с одной эндоксиланазой, высокоселективной по отношению к НВ-АК, с альфа-L-арабинофуранозидазами, метилглюкуронидазами, ферулоилэстеразами, бета-глюканазами и/или целлюлазами. Или же каждый из указанных ферментов можно вносить в тесто по отдельности.

Предпочтительно, тесто готовят из муки (возможно, смеси разной муки или смеси муки и фракции(й) помола), из которых по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 60%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 70% получено из пшеницы.

Великолепные результаты получили с пшеничной мукой из цельного зерна (100 мас.%) и со смесями пшеничной муки из эндосперма и отрубей в соотношении от 95:5 (мас./мас.) до 75:25 (мас./мас.), например, 95:5, 90:10, 85:15 и 80:20. Великолепные результаты получили с пшеничным алейроном в отрубях (см. Таблицу 4) и с ржаными отрубями (см. Таблицу 5), но также возможно применение следующих типов отрубей: алейрон ржи, пшеничные отруби, ячменные отруби, рисовые отруби, кукурузные отруби, отруби из семян подорожника или отруби из семян хлопка.

Также великолепные результаты получили со смесями муки, содержащими более 75 мас.% пшеничной муки и ржаной муки в соотношении от 90:10 (мас./мас.) до 50:50 (мас./мас.), например, 90:10, 80:20, 75:25, 70:30 или 60:40 (мас./мас.).

Великолепные результаты также получили со смесями муки, содержащими более 75 мас.% пшеничной муки, ржаной муки и ржаных отрубей, причем соотношение суммарного количества пшеничной и ржаной муки к количеству отрубей составляло от 95:5 (мас./мас.) до 75:5 (мас./мас.), например, 95:5, 90:10, 85:15 или 80:20 (мас./мас.), а соотношение пшеничной муки к ржаной муке составляло от 95:5 (мас./мас.) до 50:50 (мас./мас., например, 95:5, 90:10, 85:15, 80:20, 75:25, 70:30 или 60:40 (мас./мас.).

В воплощении по изобретению в тесто дополнительно добавляют Р-АК желаемого типа из внешнего источника, возможно, путем добавления ингредиента, содержащего по меньшей мере 8%, более предпочтительно по меньшей мере 10%, по меньшей мере 15%, более предпочтительно по меньшей мере 20% или 30% или более желаемого типа арабиноксиланов.

Согласно еще одному аспекту, изобретение относится к выпечным изделиям, обогащенным эндогенными водорастворимыми АК.

В частности, изобретение относится к таким выпечным изделиям, которые преимущественно содержат препарат эндоксиланаз, содержащий, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу в нативной или денатурированной форме, что позволяет достичь после выпекания содержания водорастворимых АК, по меньшей мере, 1,7%, например, по меньшей мере, 1,75% и до 7%, со средней СП от 5 до 50, предпочтительно от 5 до 35, наиболее предпочтительно от 5 до 25.

Предпочтительно, соотношение арабинозы и ксилозы в Р-АК составляет от 0,2 до 0,9, более предпочтительно 0,3-0,7, например 0,4-0,6.

Как упоминалось выше, желаемое количество желаемого типа арабиноксиланов можно полностью получить путем опосредованного ферментами гидролиза АК, присутствующих в выпечном изделии.

АК, присутствующие в муке, делают физиологически более активными обработкой достаточно эффективным количеством препарата эндоксиланаз, содержащего, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу.

Такие выпечные изделия преимущественно оказывают улучшенное благотворное влияние на здоровье.

Выпечные изделия по изобретению обладают подходящей структурой продукта, несмотря на применение больших количеств эндоксиланаз, которые, как полагали, отрицательно влияют на технологические характеристики теста и структуру продукта.

Внесение АКОС из внешнего источника не исключено, оно может быть рекомендовано в случаях, когда требуется получить содержание АК желаемого типа, равное или превышающее 1,9%, например более 2,0%, 2,1% или более 2,2%, независимо от применяемого типа муки. Кроме того, такие выпечные изделия, в которых большая часть (по меньшей мере, 50%, 60%, более предпочтительно 70%) желаемого типа АКОС не относится к (эндогенным) АК, присутствующим в используемой муке, обладают подходящей структурой. Опять же, предпочтительно применяют термофильные эндоксиланазы.

Ниже изобретение проиллюстрировано путем описания примеров воплощений, не ограничивающих изобретение.

Подписи к фигурам

На Фиг.1 приведено изображение ломтей из середины контрольного хлеба, изготовленного из пшеничной муки из эндосперма (слева); хлеба из пшеничной муки из эндосперма, содержащей Ecopulp TX200A в количестве 0,4 мл/кг муки (в середине); и хлеба из пшеничной муки из эндосперма, содержащей Ecopulp TX200A в количестве 0,4 мл/кг муки и 10 г/кг муки препарата, обогащенного АКОС.

На Фиг.2А и В показано увеличение объема хлеба (по сравнению с эталонным хлебом, приготовленным без использования эндоксиланазы) в зависимости от вводимых количеств (A) Ecopulp^® TX200A и (В) Pentopan^® Mono. Отмечено количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления таких ферментов в состав указанного выпечного изделия.

Примеры

Пример 1:

Материалы:

Frimase^® B210 (XBS) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксилазы для использования в пище от Puratos (Грут-Биджгартен, Бельгия), полученный путем экспрессии в Bacillus subtilis гена эндоксиланазы семейства GH 11 Bacillus subtilis.

Frimase^® 218 (XPH) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксилазы для использования в пище от Puratos (Грут-Биджгартен, Бельгия), полученный путем рекомбинантной экспрессии гена эндоксилазы семейства GH8 Pseudoalteromonas haloplanktis.

Grindamyl^® Powerbake^® (GRIN PB) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксилазы для использования в пище от Danisco (Копенгаген, Дания), полученный путем экспрессии в Bacillus subtilis неингибированной мутантной формы гена эндоксилазы семейства GH 11 Bacillus subtilis.

Ecopulp^® TX200A (ECOP) представляет собой имеющийся в продаже технический препарат эндоксилазы от АВ Enzymes (Дамстадт, Германия), полученный путем рекомбинантной экспрессии термофильной мутантной формы гена эндоксилазы семейства GH11 Trichoderma longibrachiatum.

Multifect^® Xylanase (MF XYL) представляет собой имеющийся в продаже технический препарат эндоксилазы от Genencor/Danisco (Пало Альто, США), полученный путем рекомбинантной экспрессии гена эндоксиланазы семейства GH1 Trichoderma longibrachiatum.

Shearzyme^® 500L (ХАА) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксилазы для использования в пище от Novozymes (Багсвэрд, Дания), приготовленный с помощью рекомбинантной экспрессии в Aspergillus oryzae гена эндоксиланазы семейства GH10 Aspergillus aculeatus.

Tm-XynA представляет собой недоступный в продаже препарат, полученный с помощью рекомбинантной экспрессии гена эндоксилазы XynA семейства GH10 Thermotoga maritima.

Tm-XynB представляет собой недоступный в продаже препарат, полученный путем рекомбинантной экспрессии гена эндоксиланазы XynB семейства GH10 Thermotoga maritima (Jiang et al., 2001).

Pentopan^® Mono BG (PP MONO) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксиланазы для использования в пище от Novozymes (Багсвэрд, Дания), полученный рекомбинантной экспрессей в Aspergillus oryzae гена эндоксиланазы семейства GH11 Thermomyces lanuginosus.

Pentopan^® 500 BG (PP 500) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксиланазы для использования в пище от Novozymes (Багсвэрд, Дания), полученный нерекомбинантным методом из Humicola insolens.

Свойства этих разных ферментов объединены в Таблице 1.

Пшеничная мука из эндосперма (белая) (Surbi^®) получена от Dosschse Mills & Bakery (Дейнз, Бельгия).

Пшеничная мука из цельного зерна (Ihtegraal Cylinder^®) получена от Ceres (Брюссель, Бельгия).

Пшеничный алейрон (Grainwise^®), обогащенные пшеничным алейроном отруби, получены от Horizon Milling (Миннеаполис, США).

Ржаные отруби (Rogge kleie) получены от Plange Muhle (Дюссельдорф, Германия).

Алейрон ржи (ржаные отруби, обогащенные алейроном) получен после помола ржи и содержится во фракции помола, похожей на отруби, но меньшей, чем отруби, и более крупнозернистой и более коричневой, чем мука из эндосперма.

Методы анализа;

Определение содержания АК и средней СП АК проводили в соответствии с методом, описанным Courtin et al., 2000 (Journal of Chromatography A, 866, 97-104).

Ломти хлеба брали из середины буханки и сушили в течение 12 часов в печи при 105°С, с последующим охлаждением до комнатной температуры в эксикаторе в течение 1 часа.

Высушенный ломоть хлеба гомогенизируют с использованием ступки и пестика до получения сухого хлебного порошка. Для определения суммарного содержания АК в хлебе, осуществляли гидролиз 20 мг сухого хлебного порошка с помощью суспендирования в 5 мл 2,0 М трифторуксусной кислоты (2,0 М) и инкубирования при 110°С в течение 60 минут.

После гидролиза смесь фильтровали, и затем 3,0 мл фильтрата обрабатывали путем добавления 1,0 мл раствора внутреннего стандарта (100 мг бета-D-аллозы в 100 мл 50% насыщенного раствора бензойной кислоты), 1,0 мл раствора аммония (25% об./об.) и 3 капель 2-октанола.

Моносахариды превращали в альдиты путем добавления 200 мкл раствора борогидрида натрия (200 мг борогидрида натрия в 1,0 мл 2 М аммония), и образец инкубировали 30 минут при 40°С. Реакцию останавливали добавлением 400 мкл ледяной уксусной кислоты. Для осуществления реакции ацетилирования 500 мкл образца, содержащего альдиты, добавляли к 5,0 мл уксусного ангидрида и 500 мкл 1-метилимидазола. Через 10 минут избыток уксусного ангидрида удаляли с помощью добавления к образцу 900 мкл этанола. Ацетаты альдитов затем концентрировали в органической фазе путем добавления воды (10 мл) и раствора гидроксида калия (2 раза по 5,0 мл 7,5 М раствора, с промежутком в несколько минут). Раствор бромфенолового синего (500 мкл, 0,04% мас./об.) добавляли в качестве индикатора для водной фазы. Аликвоты 1 мкл органической фазы, содержащей образованные ацетаты альдитов, разделяли с помощью газовой хроматографии на полярной колонке Supelco SP-2380 (30 m × 0.32 мм в.д.; толщина пленки 0,2 мкм) (Supelco, Bellefonte, PA, USA) на хроматографе Agilent (Agilent 6890 series, Wilmington, DE, USA), оборудованном автоматическим отборником проб, портом инжекции-разделения (отношение разделения 1:20) и пламенно-ионизационным детектором.

Разделение в ходе газовой хроматографии проходило при 225°С с инжекцией и детекцией при 270°С.

Очищенные моносахариды D-галактозу, D-ксилозу и L-арабинозу обрабатывали параллельно с каждым набором образцов в целях калибровки.

Для определения содержания водорастворимого АК в хлебе, экстракт хлеба готовили путем смешивания двух граммов сухого хлебного порошка с 20 мл воды и 120 мкл Termamyl 120L (имеющийся в продаже амилазный препарат от Novozymes, Багсвэрд, Дания). Termamyl 120L обрабатывали в течение 1 ч при 90°С непосредственно перед применением для того, чтобы устранить любую остаточную эндоксиланазную активность. Суспензию инкубировали в течение 30 минут при непрерывном перемешивании при 37°С, центрифугировали при 3000 × g в течение 15 минут при 4°С, и надосадочную жидкость хранили при -20°С до анализов. Аликвоту надосадочной жидкости экстракта хлеба 2,5 мл смешивали с 2,5 мл трифторуксусной кислоты (4,0 M) и проводили гидролиз, восстановление, ацетилирование, а также анализ альдитолацетатов при помощи газовой хроматографии, как описано выше.

Для определения средней степени полимеризации водорастворимых АК в хлебе, аликвоту 2,5 мл надосадочной жидкости экстракта хлеба обрабатывали добавлением 500 мкл внутреннего стандарта (100 мг бета-D-аллозы в 100 мл 50% насыщенного раствора бензойной кислоты), 50 мкл раствора аммония (25% об./об.) и 9 капель 2-октанола. Сахариды восстанавливали до альдитов добавлением 200 мкл раствора борогидрата натрия (200 мг борогидрата натрия в 1,0 мл 2 М аммония), и образец инкубировали 30 минут при 40°С. Реакцию останавливали добавлением 400 мкл ледяной уксусной кислоты. Аликвоту образца объемом 2,5 мл, содержащую восстановленные сахариды, гидролизовали путем добавления 500 мкл трифторуксусной кислоты (99%), и образец инкубировали при 110°С в течение 60 минут. После этого проводили гидролиз, ацетилирование и анализ при помощи газовой хроматографии, как описано выше. Очищенные моносахариды D-ксилозу и L-арабинозу обрабатывали параллельно с каждым набором образцов в целях калибровки.

Суммарное содержание АК (С-АК) в хлебе рассчитывали с использованием формулы (1). Содержание водорастворимых АК (Р-АК) в образце рассчитывали по формуле (2). Среднюю степень полимеризации Р-АК (срСП Р-АК) рассчитывали по формуле (3).

(1) С-АК=0,88 × (% арабинозы в высушенном хлебе - 0,7 × % экстракта галактозы из хлеба +% ксилозы в высушенном хлебе)

(2) Р-АК=0,88 × (% экстракта арабинозы из хлеба - 0,7 × % экстракта галактозы из хлеба +% экстракта ксилозы из хлеба)

(3) срСП Р-АК=(% экстракта арабинозы из хлеба - 0,7 × % экстракта галактозы из хлеба +% экстракта ксилозы из хлеба) / % экстракта ксилозы с редуцирующим концом из хлеба.

Вычитание % галактозы в формулах (1), (2) и (3) означает коррекцию для содержания водорастворимого арабиногалактана в злаках (Loosveld et al., 1998).

Хлебопекарные испытания:

Буханки хлеба изготавливали путем смешивания в миксере 1500 г муки (как подробно указано в таблицах) с 30 г соли, 30 г пекарских дрожжей (полученных от Algist Bruggeman, Гент, Бельгия), 30 г смеси - улучшителя хлеба, не содержащей ксиланазу (1 г альфа-амилазы /100 кг муки (Bel'Ase A75, Белдем, Бельгия), 300 г/100 кг муки Datem (MULTEC data HP20. Белдем, Бельгия) и 15 г аскорбиновой кислоты /100 кг муки), необходимым количеством воды (как подробно указано в таблицах), а также соответствующим количеством препаратов эндоксиланазы (как подробно указано в таблицах). Для хлеба из цельного зерна пшеницы добавляли 45 г пшеничного глютена дополнительно к рецептуре, основанной на 1500 г муки. После смешивания тесто делили на куски по 600 г, скатывали вручную и оставляли подниматься при комнатной температуре в течение 20 минут, с последующим механическим формованием, укладкой теста в форму и обработкой ферментами (90 минут при 35°С и 95% относительной влажности). Это тесто выпекали при 230°С в течение 35 минут. Через два часа после выпекания объемы буханок измеряли методом определения с использованием рапсового семени.

Анализ текстуры хлеба:

Плотность хлебного мякиша определяли через 24 часа и 168 часов после выпекания на анализаторе текстуры (TA-XTplus, StableMicroSystems, Surrey, UK). Четыре смежных ломтя хлеба толщиной 10 мм брали из средней части нарезанного хлеба и помещали в середину базовой платформы анализатора текстуры. Зонд (диаметр = 25 мм) сжимал мякиш на 10 мм со скоростью 2 мм/с и поддерживал это сжатие в течение 20 секунд. Силу регистрировали как функцию от времени. Плотность мякиша представляет собой силу, которая приложена для получения заданной деформации. Эластичность представляет собой отношение (выраженное в процентах) силы, измеренной через 20 с непрерывной деформации, и силы, приложенной, чтобы получить заданную деформацию. Развитие плотности мякиша через 168 ч позволило количественно оценить черствение хлеба. Измерения проводили на 8 образцах каждого типа хлеба, т.е. использовали 2 буханки каждого типа, по 4 измерения на каждую буханку (CV<8%).

Определение активности ксиланолитических ферментов:

Активность ксиланолитических ферментов измеряли калориметрически с использованием Xylazyme AK (Megazyme, Брей, Ирландия) в качестве нерастворимого субстрата в соответствии с инструкциями производителя, 25 мМ ацетата натрия (рН 5,5) в качестве буфера, и осуществляя инкубацию в течение 10 минут при 35°С. Одну единицу определяли как количество фермента, требующееся для изменения экстинкции на 1,0 при 590 нм в условиях анализа за период времени 60 минут.

Разные имеющиеся в продаже эндоксиланазы (см. обзор в Таблице 1) тестировали на способность генерировать АКОС in situ в процессе изготовления хлеба. Ферменты тестировали в количествах, сильно превышающих количества, обычно применяемые для повышения объема буханки и смягчения хлебного мякиша, которые обычно составляют приблизительно 0,04 г коммерческого твердого ферментного препарата на кг муки, или 0,04 мл коммерческого жидкого ферментного препарата на кг муки.

Содержание водорастворимого АК (Р-АК), превышающее 1,7 мас.% (г/100 г сухого вещества), и средню степень полимеризации (срСП) менее 25 получали в пшеничном хлебе из цельного зерна, изготовленном с добавлением по меньшей мере 240000 единиц/кг муки термофильного (эндо)ксиланазного препарата из Thermomyces lanuginosus "Pentopan Mono BG" или, по меньшей мере, 13200 единиц/кг муки термофильного (эндо)ксиланазного препарата из Trihoderma longibrachiatum "Ecopulp TX200A" (Таблица 2). Неожиданно оказалось, что, несмотря на очень высокие введенные количества ферментов и значительное разрушение АК до низкомолекулярных АКОС в этом хлебе, тесто оставалось годным к обработке, буханки увеличились в объеме более чем на 10% по сравнению с контролем без ферментов, и в буханках не наблюдалось значительного снижения содержания воды.

Добавление Multifect Xylanase, нетермофильной эндоксиланазы из T. Longibrachiatum, в пшеничный хлеб из цельного зерна до 120000 единиц/кг муки высвобождало только 1,28 мас.% (от СВ) Р-АК, имеющего срСП = 53, по сравнению с содержанием Р-АК 1,82% (мас./мас.) и срСП = 28 для хлеба, полученного с 13200 единиц/кг муки термофильной эндоксиланазы 7. longibrachiatum (Ecopulp TX200A). Это свидетельствует о том, что термофильность эндоксиланазы представляет собой важное качество для ее применения с целью получения высокого содержания АКОС в процессе изготовления хлеба.

В последующих сериях тестов различные типы муки обрабатывали с 36000 единиц/кг муки термофильной эндоксиланазы Ecopulp TX200A. Тестируемая мука представляла собой белую муку из эндосперма (белую муку), белую муку из цельного зерна и смеси пшеничной муки из эндосперма и пшеничной алейроновой муки в соотношениях 95/5, 90/10 и 85/15 мас./мас. (Таблица 3).

Наименьшее количество Р-АК высвобождалось при применении Ecopulp ТХ200А в хлебе из пшеничной муки из эндосперма (1.51 мас.%). В хлебе из пшеничной цельнозерновой муки, так же как и в хлебе из смеси пшеничной муки из эндосперма/пшеничной алейроновой муки, Ecopulp ТХ200А высвободил более 1,7 мас.% Р-АК со средней степенью полимеризации (срСП) менее 25.

Распад АК до низкомолекулярных АКОС при добавлении в тесто большого количества термостабильной эндоксиланазы(аз) не сопровождалось нежелательными изменениями текстуры или органолептических показателей хлеба. Плотность мякиша, измеренная через 1 день после выпекания, была снижена во всех типах хлеба, в которые добавляли эндоксиланазу, по сравнению с соответствующим контрольным хлебом (Таблица 3). Плотность мякиша, измеренная через 7 дней после выпекания, как показатель черствения хлеба, была немного повышена в хлебе из пшеничной муки из эндосперма, содержащем эндоксиланазу, по сравнению с соответствующим контрольным хлебом. Неожиданно оказалось, что добавление эндоксиланазы в хлеб из цельного зерна и хлеб из смеси пшеничной муки из эндосперма/пшеничной алейроновой муки, в которых было более высокое содержание АК, чем у хлеба из пшеничной муки из эндосперма, дало существенно сниженную плотность мякиша через 7 дней (Таблица 3). Это свидетельствует о том, что способ получения большого содержания Р-АК с низкой срСП путем добавления большого количества термостабильной эндоксиланазы в хлеб с повышенным содержанием отрубей из злаков неожиданно и выгодно приводит к уменьшению черствения хлеба.

В третьей серии экспериментов тестировали комбинации ферментов с различными оптимальными температурами на пшеничном хлебе из цельного зерна. Получали комбинации, содержащие, по меньшей мере, одну термофильную эндоксиланазу, причем содержание Р-АК превышало 1,7 мас.% со срСП менее 25. Примерами являются комбинации XBS+ХРН+РР MONO, ХРН+РР MONO+РР 500, Tm-XynB+ХРН, Tm-XynB+XBS+ХРН, Tm-XynA+XBS+ХРН, Tm-XynB+XBS+ХРН+РР MONO и Tm-XynA+XBS+ХРН+РР MONO (Таблица 4). Комбинация, включающая фермент Tm-XynB из семейства термофильных гликозидных гидролаз 10 из Thermotoga maritima, приводит к особенно низким уровням срСП у Р-АК.

В четвертой серии экспериментов тестировали термофильную эндоксиланазу Ecopulp TX200A и комбинацию XBS+ХРН+РР MONO на хлебе, полученном из смеси пшеничной муки из эндосперма и ржаных отрубей в соотношениях 85/15 (мас./мас.) и 80/20 (мас./мас.), или из смеси пшеничной муки из эндосперма и алейрона ржи (обогащенные алейроном ржаные отруби). Во всех случаях достигали содержания Р-АК, существенно превышающего 1,7 мас.% (от массы СВ), а срСП Р-АК была равна или меньше 35 (Таблица 5). Применение Ecopulp TX200A в хлебе, полученном на основе пшеничной муки из эндосперма/ржаных отрубей (80/20), привело к содержанию Р-АК 2,4 мас.%.

Пример 2:

Материалы:

Характеристики использованных ферментов приведены в Примере 1 и в Таблице 1.

Ржаную муку из эндосперма типа 1150 и ржаную муку типа 1740 закупали у Plange Muhle (Дюссельдорф, Германия). Пшеничная мука из эндосперма (белая) была типа 550 от Plange Muhle или brand Surbi® от Dossche Mills & Bakery (Дейнц, Бельгия). Ржаная мука представляла собой брэнд Rye Bran Beaten от Hildebrandmuhlen (Франкфурт, Германия).

Методы анализа:

Определение С-АК, содержания Р-АК и средней СП Р-АК проводили, как описано в Примере 1.

Хлебопекарные испытания;

Хлеб, изготавливаемый со смесью 70% ржаной муки из эндосперма типа 1150 и 30% пшеничной муки из эндосперма типа 550, готовили путем смешивания 1050 г ржаной муки, 450 г пшеничной муки, 33 г соли, 37,5 г пекарских дрожжей (Algist Bruggeman, Гент, Бельгия), 73,5 г сорго (Aroldo, Puratos, Бельгия), 1245 г воды и подходящего количества препаратов эндоксиланазы (как подробно указано в Таблице 6). Смешивание проводили в течение 5 минут на низкой скорости и 3 минут - на высокой скорости. После ферментации массы в течение 15 минут (25°С) тесто делили на два куска по 1200 г, формовали вручную, помещали в деревянные корзины и закрывали на 55 минут (30°С, 75% относительной влажности). После выгрузки из формы и остывания в течение 5 минут, куски теста выпекали в печи с ярусом (Miwe, Германия) в течение 4 минут при 260°С/240°С (температура в верхней части печи/температура в нижней части печи) с введением 0,8 л пара в первую минуту, в течение 41 минуты при 230°С/220°С.

Хлеб с 70%, 75% или 80% пшеничной муки из эндосперма (Surbi^®) и добавленной ржаной мукой и/или ржаными отрубями готовили путем смешивания в смесителе 1500 г муки и/или отрубей (как подробно описано в Таблице 7) с 30 г соли, 30 г пекарских дрожжей (полученных от Algist Bruggeman, Гент, Бельгия), 45 г пшеничного глютена, 30 г смеси - улучшителя хлеба, не содержащей ксиланазы (1 г альфа-амилазы /100 кг муки (Bel'Ase A75, Бельдем, Бельгия), 300 г Datem / 100 кг муки (MULTEC data HP20, Бельдем, Бельгия)) и 15 г аскорбиновой кислоты /100 кг муки), соответствующее количество воды (как подробно описано в Таблицах) и соответствующее количество препаратов эндоксиланазы (как подробно описано в Таблицах). После смешивания тесто делили на куски по 600 г, вручную придавали круглую форму и оставляли подниматься при комнатной температуре в течение 20 минут, с последующим механическим формованием, укладкой в форму и ферментативной обработкой (90 минут при 35°С и 95% относительной влажности). Тесто выпекали при 230°С в течение 35 минут.

Объем хлеба измеряли через 2 часа после выпекания методом определения с использованием рапсового семени.

Определение активности ксиланолитических ферментов

Активность ксиланолитических ферментов измеряли, как описано в Примере 1.

Готовили хлеб на основе смеси пшеничной муки из эндосперма и ржаной муки из эндосперма в соотношении 30/70 (мас./мас.), с добавлением различных эндоксиланаз или без них (Таблица 6). Хлеб без добавления эндоксиланазы уже имел высокое содержание Р-АК 2,36 мас.% (по массе сухого вещества), но также обладал высокой срСП, составляющей 295. Добавление термофильной эндоксиланазы Frimase B210 (XBS), которая не является термофильной, в количестве 0,12 г/кг муки, т.е. в количестве, существенно превышающем количества, обычно рекомендуемые для повышения объема буханки и смягчения хлебного мякиша (приблизительно, 0,04 г), дополнительно увеличивает содержание Р-АК, но не приводит к снижению СП ниже 50 (Таблица 6). Добавление как термофильной эндоксиланазы GH10 Shearzyme 500L (ХАА), так и добавление термофильной эндоксиланазы GH11 Ecopulp TX200A (ЕСОР) далее повышало уровень Р-АК (2,74% и 3,05% DW, соответственно), и приводит к срСП ниже 50. Однако обнаружили, что хлеба из пшеничной/ржаной муки, приготовленные с большим содержанием термофильных эндоксиланаз, имеют текстуру и органолептические свойства хуже, чем соответствующий хлеб, не содержащий эндоксиланаз. Пшеничное/ржаное тесто, содержащее Ecopulp TX200A, обладает слабой консистенцией и имеет тенденцию расплываться, буханки хлеба становятся шире и ниже, и хлеб демонстрирует существенно повышенную и, таким образом, нежелательную, плотность мякиша через 7 дней после выпекания по сравнению с соответствующим контрольным хлебом (Таблица 6). В пшеничном/ржаном хлебе, содержащем Shearzyme 500L, содержание воды снижено, приблизительно на 10% по сравнению с содержанием воды в соответствующем контрольном хлебе, что является нежелательным (Таблица 6).

Готовили хлеб на основе смеси пшеничной муки из эндосперма и ржаной муки в соотношении 70:30 и добавляли следующие ферменты или комбинации ферментов: термофильную эндоксиланазу Shearzyme 500L в комбинации с XBS, термофильную эндоксиланазу Shearzyme 500L в комбинации с ХРН и термофильную эндоксиланазу Tm-XynB из Thermotoga maritima. В хлебе с добавленными эндоксиланазами содержание Р-АК превышало 2,0 мас.% (по СВ), и срСП составляла от 5 до 50 (Таблица 7). В противоположность хлебу, изготовленному из смеси пшеничной муки из эндосперма и ржаной муки в соотношении 30/70 (мас./мас.), хлеб, изготовленный со смесью пшеничной муки из эндосперма и ржаной муки в соотношении 70:30 и обработанный ферментами, не имел нарушения текстуры и органолептических свойств. Напротив, плотность мякиша и через 1 день, и через 7 дней была ниже, чем плотность мякиша контроля, не содержащего ферментов (Таблица 7). Тесто обладало подходящей консистенцией и технологическими характеристиками по сравнению с контролем, не содержащим ферментов.

Также, было достигнуто содержание Р-АК более 2,0% и срСП Р-АК между 5 и 50 в хлебе, изготовленном со смесью пшеничной муки из эндосперма и ржаной муки в соотношении 75:25, и обработанном комбинациями РР MONO+XBS, РР MONO+ХРН, РР MONO+XBS+ХРН (Таблица 7).

В другой серии экспериментов термофильную эндоксиланазу Ecopulp ТХ200А и комбинацию XBS+ХРН+РР MONO тестировали на хлебе, изготовленном из смеси пшеничной муки из эндосперма и ржаной муки в соотношении 75:25 (мас./мас.), смеси пшеничной муки из эндосперма, ржаной муки и ржаных отрубей в соотношении 80:10:10 (мас./мас.), или смеси пшеничной муки из эндосперма, ржаной муки и ржаных отрубей в соотношении 75:15:10 (мас./мас.). Во всех случаях достигали содержания Р-АК, сильно превышающего 1,9 мас.% (по сухому веществу), а срСП S-AK была равна или меньше 33 (Таблица 7). Тесто имело хорошую консистенцию и технологические характеристики. Значения плотности мякиша (измеренные через 1 день или через 7 дней) у хлеба из пшеничной муки/ржаной муки, обработанного ферментами, и хлеба из пшеничной муки/ржаной муки/ржаных отрубей, обработанного ферментами, были ниже, чем значения контрольного хлеба, не содержащего ферментов, изготовленного из 100% пшеничной муки из эндосперма (Таблица 7).

Пример 3:

Материалы:

Характеристики использованных ферментов приведены в Примере 1 и в Таблице 1.

Пшеничную муку из эндосперма (белую) (Surbi^®) получали от Dossche Mills & Bakery (Дейнц, Бельгия).

Ингредиент, обогащенный АКОС, готовили, как описано ниже. Суспензию пшеничных отрубей в воде (1:7, мас./об.) сперва обрабатывали термостабильной α-амилазой (Termamyl 120LS, Novozymes, Багсвэрд, Дания; 1 мкл/г пшеничных отрубей) в течение 90 мин при 90°С в условиях непрерывного перемешивания, чтобы гидролизовать крахмал. Суспензию фильтровали и фильтрат отбрасывали. Остаток ресуспендировали в воде (1:7, мас./об.) и инкубировали при непрерывном перемешивании в течение 8 ч при 52°С с эндоксиланазой GHF11 из Bacillus subtilis (Grindamyl H640, Даниско, Дания) в концентрации 11 единиц на 1 г обескрахмаленных отрубей. После обработки эндоксиланазой суспензию фильтровали с извлечением фильтрата. После инактивации фермента обработкой температурой 90°С в течение 10 мин, раствор концентрировали до содержания сухого материала 20% в выпарном аппарате с падающей пленкой жидкости и окончательно сушили в распылительной сушилке. Содержание водорастворимого АК в препарате составило 58%, и Р-АК имел срСП=9 со средней степенью замещения арабинозы 0,25.

Методы анализа:

Определение содержания С-АК, Р-АК и средней СП Р-АК проводили, как описано в Примере 1.

Хлебопекарные испытания:

Хлебопекарные испытания проводили, как описано в Примере 1. Соответствующее количество воды, препарата эндоксиланазы и препарата АКОС в рецептуре теста подробно приведено в Таблицах.

Определение активности ксиланолитических ферментов

Активность ксиланолитических ферментов измеряли, как описано в Примере 1.

Сложно достигнуть заданного содержания Р-АК 1,7% со средней степенью полимеризации (срСП) от 5 до 50 только лишь добавлением эндоксиланазы в хлеб, изготовленный из муки с суммарным содержанием АК менее 2,0% или менее 2,5%, например, в хлебе на основе пшеничной муки из эндосперма, даже при введении больших количеств эндоксиланаз (см. также Таблицу 3). В соответствии с настоящим изобретением, предлагается способ выгодного применения больших количеств эндоксиланазы в хлебе из пшеничной муки в сочетании с добавлением внешнего источника АКОС со средней СП в интервале между 5 и 50. Способ неожиданно позволяет получать хлеб с очень высоким содержанием Р-АК со средней СП между 5 и 50 и не приводит к нежелательной текстуре или органолептическим свойствам.

Хлеба готовили из пшеничной муки из эндосперма без добавления препарата, обогащенного АКОС, или эндоксиланазных ферментов (контроль), с добавлением 52800 единиц/кг муки термофильной эндоксиланазы Ecopulp ТХ200А, и с добавлением 52800 единиц/кг муки Ecopulp TX200A и 10 г/кг муки препарата, обогащенного АКОС, выделенного из пшеничных отрубей и содержащего 58% Р-АК со срСП=9.

Хлеб с большим количеством эндоксиланазы имел содержание Р-АК 1,69 мас.% со срСП=24, тогда как хлеб, содержащий большое количество эндоксиланазы и препарат, обогащенный АКОС, имел содержание Р-АК 2,19 мас.% со срСП=18 (Таблица 8). Хлеб с большим количеством эндоксиланазы и препаратом, обогащенным АКОС, демонстрировал повышение объема на 13% по сравнению с контрольным хлебом, а также и полностью нормальную текстуру мякиша (Фиг.1).

Пример 4:

Материалы:

Ecopulp^® TX200A (ЕСОР) представляет собой имеющийся в продаже технический препарат эндоксиланазы от АВ Enzymes (Дармстадт, Германия), получаемый путем рекомбинантной экспрессии термофильной мутантной формы эндоксиланазного гена GH11 Trichoderma longibrachiatum.

Pentopan^® Mono BG (PP MONO) представляет собой имеющийся в продаже препарат эндоксиланазы для использования в пище от Novozymes (Багсвэрд, Дания), получаемый путем рекомбинантной экспрессии в Aspergillus oryzae гена эндоксиланазы GH11 Thermomyces lanuginosus.

Пшеничную муку из цельного зерна (Integraal Cylinder^®) получали от Ceres (Брюссель, Бельгия).

Хлебопекарные испытания:

Хлебопекарные испытания проводили, как описано в Примере 1, и с использованием пшеничной муки из цельного зерна и 67% (мас./мас.) воды для этой муки. В тесто вводили различные количества Ecopulp^® TX200A (ЕСОР): соответственно, 0; 2,5; 5; 40; 100; 200 микролитров/кг муки и Pentopan^® Mono BG (PP MONO): соответственно. 0; 80; 200; 400; 800 мг/кг муки.

Объем хлеба оценивали через два часа после выпекания методом определения с использованием рапсового семени.

Повышение объема хлеба вследствие добавления эндоксиланазы продемонстрировано на Фиг.2А и 2В. Чтобы получить 90% от максимального увеличения объема, необходимо добавить в тесто, соответственно, 35 микролитров Ecopulp^® TX200A или 170 мг Pentopan^® Mono. Более 1,7 мас.% Р-АК со средней степенью полимеризации меньше 30 высвобождается при добавлении 100 микролитров Ecopulp^® TX200A, что составляет количество, которое в 2,8 больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема, достигаемого с этим ферментом. Более 1,7 мас.% Р-АК со средней степенью полимеризации ниже 30 высвобождается при добавлении 800 мг Pentopan^® Mono, что в 4,7 раз больше количества, обеспечивающего 90% от максимального увеличения объема, достигаемого при использовании этого фермента.

1. Способ получения выпечного изделия, имеющего после выпекания содержание водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, по меньшей мере 1,56 г/100 г сухого вещества, включающий следующие стадии:
- (а) приготовление теста для выпечного изделия с использованием муки (разной муки) и/или фракции(-ий) помола, в которой суммарное содержание арабиноксилана составляет, по меньшей мере, 3 мас.% (от массы сухого вещества), и добавление в указанное тесто ферментного препарата, содержащего по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу в количестве, которое по меньшей мере в 2 раза больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба по сравнению с эталонным хлебом, приготовленным без использования эндоксиланазы, или
- (б) приготовление теста для выпечного изделия с использованием муки (разной муки) и/или фракции(-ий) помола, в которой суммарное содержание арабиноксилана составляет, по меньшей мере, 2 мас.% (от массы сухого вещества), и добавление в указанное тесто ферментного препарата, содержащего (1) по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу в количестве, которое по меньшей мере в 2 раза больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба по сравнению с эталонным хлебом, приготовленным без использования эндоксиланазы, и (2) по меньшей мере одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к не экстрагируемому водой арабиноксилану (НВ-АК).

2. Способ по п.1, где количество термофильной эндоксиланазы по меньшей мере в 3-6 раз больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления такого ферментного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия.

3. Способ по п.1, где количество термофильной эндоксиланазы предпочтительно по меньшей мере в 10 раз больше, чем количество, обеспечивающее 90% от максимального увеличения объема хлеба, достигаемого путем добавления такого ферментного препарата в рецептуру указанного выпечного изделия.

4. Способ по п.1, где указанная мука (разная мука) и/или фракция(-ии) помола содержит по меньшей мере 40 мас.% муки, полученной из пшеницы.

5. Способ по п.1, где указанное количество термофильной эндоксиланазы представляет собой количество, достаточное для обеспечения в указанном выпечном изделии после выпекания содержания указанных водорастворимых арабиноксиланов от, по меньшей мере, 1,7 г/100 г сухого вещества.

6. Способ по п.1, где указанная эндоксиланаза представляет собой эндоксиланазу Trichoderma longibrachiatum, Aspergillus aculeatus, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima, более предпочтительно эндоксиланазу Trichoderma longibrachiatum, Thermomyces lanuginosus и/или Thermotoga maritima.

7. Способ по п.1, где указанная мука представляет собой муку из эндосперма пшеницы, муку из цельных зерен пшеницы или смесь муки из цельных зерен пшеницы и муки из эндосперма пшеницы.

8. Способ по п.1, где указанные фракции помола дополнительно содержат отруби в количестве менее 25 мас.%.

9. Способ по п.8, где указанные отруби выбраны из группы, состоящей из пшеничных отрубей, обогащенных алейроном; ржаных отрубей, обогащенных алейроном; ржаных отрубей; пшеничных отрубей; ячменных отрубей; кукурузных отрубей и рисовых отрубей.

10. Способ по п.1, где указанные фракции помола дополнительно содержат муку, полученную из ржи, в количестве меньше 50 мас.%.

11. Способ по п.10, где указанная мука, полученная из ржи, представляет собой муку из эндосперма ржи, муку из цельных зерен ржи или смесь муки из цельных зерен ржи и муки из эндосперма ржи.

12. Выпечное изделие, в котором содержание водорастворимого арабиноксилана составляет по меньшей мере 1,56 г/100 г сухого вещества, причем указанный водорастворимый арабиноксилан имеет среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, получаемое способом по п.1.

13. Композиция, пригодная для приготовления выпечного изделия по п.12, при этом указанная композиция содержит:
- по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу, и
- по меньшей мере один ингредиент, выбранный из группы, состоящей из глютена, крахмала, эмульгаторов, ферментов, восстановителей, окислителей, гидроколлоидов и пребиотиков.

14. Композиция по п.13, дополнительно содержащая по меньшей мере одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК.

15. Тесто для выпечного изделия, содержащее смесь одной или более фракций помола, содержащей по меньшей мере 40 мас.% муки, полученной из пшеницы, причем указанная смесь имеет суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2,5 мас.%, и указанное тесто содержит по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу в количестве, достаточном для получения после выпекания выпечного изделия с содержанием водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, которое по меньшей мере равно 1,56 г/100 г сухого вещества.

16. Тесто по п.15, дополнительно содержащее по меньшей мере одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК.

17. Выпечное изделие, приготовленное из теста по п.15.

18. Выпечное изделие, приготовленное из теста по п.16.

19. Тесто для выпечного изделия, содержащее смесь одной или более фракций помола, содержащей по меньшей мере 40 мас.% муки, полученной из пшеницы, причем указанная смесь имеет суммарное содержание арабиноксилана, по меньшей мере, 2,0 мас.%, и указанное тесто содержит по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу и по меньшей мере одну эндоксиланазу, высокоселективную по отношению к НВ-АК, в количестве, достаточном для получения после выпекания выпечного изделия с содержанием водорастворимого арабиноксилана, имеющего среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50, которое по меньшей мере равно 1,56 г/100 г сухого вещества.

20. Выпечное изделие, приготовленное из теста по п.19.

21. Выпечное изделие, содержащее по меньшей мере одну термофильную эндоксиланазу, а также содержащее водорастворимый арабиноксилан в количестве по меньшей мере 1,56 г/100 г сухого вещества, где водорастворимый арабиноксилан имеет среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50.

22. Выпечное изделие по п.21, где все количество указанного водорастворимого арабиноксилана образовано из арабиноксилана, присутствующего в рецептуре этого выпечного изделия.

23. Выпечное изделие по п.21, где большая часть указанного водорастворимого арабиноксилана образовано из арабиноксилана, присутствующего в рецептуре этого выпечного изделия.

24. Выпечное изделие по п.21, содержащее водорастворимый арабиноксилан в количестве по меньшей мере 1,7 г/100 г сухого вещества, где водорастворимый арабиноксилан имеет среднюю степень полимеризации в диапазоне от 5 до 50.