用于將谷蛋白降解制備酸面團的微囊化細菌菌群以及該酸面團的制備方法
【專利說明】用于將谷蛋白降解制備酸面團的微囊化細菌菌群以及該酸 面團的制備方法 發明領域
[0001] 本發明涉及制作面包和面包衍生品的食品行業，更具體而言，本發明涉及一種用 于酸面團中谷蛋白降解的細菌菌群及其制備工藝，還涉及使用上述無谷蛋白酸面團制作烘 焙食品。
[0002] 發明背景
[0003] 麥膠性腸病是一種與遺傳因素有關、由攝入谷蛋白誘發的免疫系統紊亂，谷蛋白 是存在于小麥、黑麥和大麥中的一種蛋白質。這種蛋白質在人體上消化道內消化不良。谷 蛋白由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白兩部分組成。麥醇溶蛋白具有醇溶性并包含最多對麥膠性腸 病患者有害的成分（Green，P.H.R.和Cellier，C. 2007.麥膠性腸病；《新英格蘭醫學期刊》 (N. Engl. J. Med.) ;357 卷：1731-1743)。
[0004] 麥膠性腸病患者在食用一些含谷蛋白的食物時，他們的免疫系統會以損害或破壞 腸絨毛的方式做出反應，造成食品的營養成分未被吸收，從而導致營養不良。根據患者的年 齡情況，麥膠性腸病的癥狀可能存在差異，兒童患者多見腹瀉、腹脹、嘔吐和體重減輕，而成 年患者的主要癥狀是缺鐵性貧血、疲勞、骨骼疼痛、關節炎、骨質疏松癥等（《美國國家消化 道疾病信息交流中心》（National Digestive Diseases Information Clearinghouse)，美 國國家衛生研宄院出版物，2008年第08期：4269)。
[0005] 最近，曾被認為是罕見疾病的麥膠性腸病成為最常見的不耐癥之一，全球每150 個新生兒中就有一例麥膠性腸病患者，據估計，只有9%的患者得到確診。根據墨西 哥 Salvador Zubirdn 國家醫學科學和營養研宄所（Institute) Nacional de Ciencias M6dicas y Nutrici6n)提供的數字，潛在的麥膠性腸病患者有將近260萬人（http:// celiacosdemexico. org. mx/manifiesto-celiaco)〇
[0006] 目前，麥膠性腸病唯一有效的療法是在生活中保證無谷蛋白飲食。根據國際食品 法典委員的說法，谷蛋白含量小于20ppm的食物被認為是不含谷蛋白的食物。然而，這意味 著營養上的負面影響，如減少多糖的攝入，因而降低了能量攝入，減少了對人體健康有益的 腸道菌群，從而增加了機會性致病菌的存在。無谷蛋白飲食導致有益菌群減少，對免疫刺激 活性產生負面影響并減少抗炎化合物的分泌。
[0007] 因此，需要提供適合麥膠性腸病患者食用的無谷蛋白產品并相應地增加食品種類 以改善患者的飲食。
[0008] 人類日常飲食中最重要的食品之一是主要使用小麥面粉制作的面包。
[0009] 面團特性主要取決于谷蛋白蛋白。最近幾年，各種不同的處理工藝被應用來提高 這些蛋白質的質量或改進制作加氣面包的氣體保留工藝（Arendt et al.，2007.酸面團對 面包口感的影響。《食品微生物學》24:165-174)。這些工藝之一就是使用酸面團制作面包。
[0010] 這一工藝的主要作用是使面團發酵，使其具有更高的氣體含量，從而制作具有柔 軟面包肩的蓬松面包。
[0011] 使用面粉（小麥、燕麥、大米等）和水與酵母以及乳酸菌（LAB)的已發酵混合物 制作酸面團，其中乳酸菌通常屬于乳酸菌屬（De Vuyst，L.和Vancanneyt，M. 2007.酸面 團乳酸菌的生物多樣性和識別。《食品微生物學》24. 120-127)。酸面團的使用為焙烤工 藝提供諸多巨大優勢，如發酵過程中PH值降低，氣體保持能力更好，抗谷蛋白網絡能力更 強，抑制面粉淀粉酶，水與谷蛋白及淀粉顆粒結合，戊糖膨脹，植酸鹽復合物溶解以及避免 發酵不足（Di Cagno，R. et al.2002.酸面團乳酸菌蛋白質水解作用：對小麥面粉蛋白以及 與人體谷類食物不耐受有關的麥膠蛋白肽的作用。《應用與環境微生物學》（Applied and Environmental Microbiology) 68:623-633)。將這些酸面團與用于制作面包的新鮮面團混 合。
[0012] 此外，面包制作過程中，利用酸面團發酵時使用的乳酸菌（LAB)可實現谷蛋白改 性，因此，可實現去除對麥膠性腸病患者有害的蛋白組分。然而，并不是所有的乳酸菌均可 將谷蛋白殘留含量降低到谷蛋白不耐受者（麥膠性腸病患者）可接受的劑量，因此，需要選 擇乳酸菌（LAB)類型并找到合適的乳酸菌組合，同時在谷蛋白水解過程中，使用蛋白水解 酶以共同發揮作用。
[0013] 在發酵過程中，乳酸菌（LAB)蛋白酶水解體系釋放小分子多肽和氨基酸，可促 進微生物的代謝活動，有助于獲得更佳口感并減少過敏肽（De Angelis，M. et al.2005. VSL#3"益生菌制劑有能力水解麥醇溶蛋白多肽（脂肪痢益生菌和谷蛋白不耐癥的誘因）。" 《生物化學與生物物理學報》(Biochimica et Biophysica Acta) 1762 (1):80-93)的含量，這 為對麥醇溶蛋白組分過敏的麥膠性腸病患者帶來巨大希望，麥醇溶蛋白是此類患者一直不 能攝入即使谷蛋白含量非常少的食品的原因（Wies er，H. 2007. "谷蛋白蛋白的化學過程"， 《食品微生物學》24:115-119 ;Di Cagno et al.，2002)。對使用酸面團進行面包制作的過程 所做的研宄表明：在特定工藝條件下（長時間發酵和半液體），乳酸菌（LAB)可水解小麥醇 溶蛋白組分（Di Cagno, R.et al. 2004. "脂肪痢患者可耐受用小麥和無毒副作用面粉制作 的酸面團面包，開始時進行了乳酸菌選擇。"《應用與環境微生物學》70 (2) :1088-1096. ;De Angelis et al. , 2005)〇
[0014] Rizzello et al.，（"食品加工中，乳酸菌和真菌來源的蛋白水解酶實現高效谷蛋 白降解：麥膠性腸病的新視角。"《應用與環境微生物學》73(14) :4499-4507, 2007)利用酸 面團中乳酸菌的非商業菌株（基于其水解麥醇溶蛋白的能力提前選擇）和真菌來源的蛋白 水解酶的混合物（以其不同組合）在相對較長的發酵過程中去除小麥面粉的毒性。其中還 指出乳酸菌水解動力學非常高效，另外，從酸面團中提取的蛋白質誘導了干擾素y活化； 白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白完全水解，同時酸面團中依然存在20 %的麥谷蛋白。
[0015] 同樣地，美國專利申請第US 2008/0131556號描述了一種由至少六種市售可得的 乳酸菌（LAB)和/或雙歧桿菌菌種組成的混合物。此混合物可用于酸面團制備。同樣，當 在這些配方中添加足量的烘焙中常用的細菌來源的蛋白水解酶時，發酵的酸面團中的谷蛋 白含量低于200ppm，這可能不適合麥膠性腸病患者食用。同樣地，實現這一降解的混合物非 常復雜，因為需要使用大量的菌種種類，原因在于使用的乳酸菌（LAB)種類越多，麥醇溶蛋 白降解率就越尚。
[0016] 另一方面，國際公布第WO 2010/073283號專利描述了一種包含兩種類型乳酸菌 (LAB)與一個或多個真菌來源的蛋白水解酶結合的混合物。12小時發酵后，未檢測到麥醇 溶蛋白和麥谷蛋白。此外，谷蛋白殘余含量低于20ppm。
[0017] 由此可見，在先前的谷蛋白降解技術中已知的細菌培養菌存在某些缺點，例如，使 用乳酸菌（LAB)(市售可得的菌株）的復雜混合物（至少六種），或使用特別選擇的菌株， 則涉及活化、繁殖、清洗并將培養菌懸液（菌種）添加至面團中，需要每天制備它們，且需要 高度專業化的管理來避免污染，以便使培養菌在同一發育階段保持活性，同時應在乳酸菌 (LAB)菌種之間保持適當的配比、充足數量，這意味著存在潛在的污染風險。
[0018] 另一種降低與每次制備菌種有關的一系列難度的方法是將培養菌微囊化，這樣可 制備足夠量的培養菌，即可減少培養菌操作，從而降低與污染及乳酸培養菌活力相關的風 險，并提高面團降解的工藝效率。
[0019] 乳酸菌（LAB)活力和活性由一系列因素決定，包括培養菌增殖速度、乳酸和醋 酸的產酸能力、總固體含量、培養溫度及時間，所使用菌種的數量以及抗生素、消毒劑或 洗絳劑殘留物數量（Picot 與 Lacroix, 2003; Bricefio2005 ;Desmond et al.，2002; Favaro-Trinidad and Grosso, 2002 ；Lian et al. , 2003 ；Akalin et al. , 2004 ；Cerdeira et al.，2005 ;Iyer 與 Kailasapathy，2005 ;0zer et al.，2005 ;Ann et al.，2007)〇 [0020] 存在一些不同的提高益生元抗逆性的方法，如微囊化以及將微營養素和益生 元功能結合在一起（Picot 與 Lacroix, 2003 ;Chan