CN107404915A - 谷粒加工 - Google Patents
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Abstract
本披露提供了用于加工谷粒并且具体地是小麦的系统、组合物和方法，以及适于这一特定用途的经优化的酶组合物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年3月4日提交的、标题为“谷粒加工”的美国临时专利申请号62/128,066的优先权和权益。
通过引用并入序列表
将2016年2月26日创建并同时提交的、以大小为20,539字节、名称为“20160226_NB40804_PCT_ST25.txt”的文件形式提供的序列表通过引用以其全文并入本文。
发明背景
碾磨是将小麦等进行研磨并压成细粉，以收集粉状的胚乳部分，使麸皮部分不与胚乳部分混合的工艺。在常规的碾磨工艺中，在最初的清洗步骤后，将小麦籽粒用水和/或蒸汽调节，并允许静置20多个小时(回火)，以增韧小麦籽粒的麸皮，并软化胚乳。小麦籽粒的回火将麸皮融合在一起，并且是在常规碾磨工艺之前进行的，以期望的方式改变籽粒的物理状态的至关重要的调节籽粒的步骤。在常规工艺中，不幸的是，用以增韧和融合麸皮的小麦籽粒的回火，也导致一些胚乳与麸皮内层的融合，因此这些成分的分离更加困难。传统的回火或调节工艺步骤也需要长的回火时间。然后让经调节的籽粒经历连续的阶段，每个阶段都对该产品进行研磨、分离和纯化。然而，每个研磨过程产生趋于与胚乳分离并且难以(如果不是不可能)从胚乳中除去的细麸微粒(麸皮粉)和胚芽颗粒。每次研磨操作产生越来越多的麸皮粉，使问题复杂化。有效地从胚乳中除去麸皮仍然是一个问题，这影响到来自给定的小麦籽粒的产量以及颜色。
碾磨工艺和设备的持续改进使得近几个世纪以来提取率得到了稳步提高。虽然在过去多年来，碾磨工艺和设备都得到了改进，并且因此提取率也有所提高。但是，这些措施现在已经达到了极限。特别是在没有大量投资的情况下改变运行系统是困难的。本发明的方法已经解决了该工艺常规碾磨和调节步骤中的许多问题。
发明内容
本发明涉及用于调节谷粒的组合物、系统和方法，例如具有提高的效率并且更具成本效益的组合物、方法和系统。一方面，本发明的诸位发明人披露了新颖的方法以及用于解决与谷物(例如小麦)调节相关的问题的新颖的酶组合物。这不仅提供更有效、更有时间和成本效益的调节，而且还可以在最终食物产品(如面包)中看到质量方面的改善。
在第一广义方面，本发明涉及用于调节谷粒的方法，该方法包括在含有一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物的存在下，调节谷粒(如小麦)的步骤。
在第二广义方面，本发明涉及用于调节小麦粒的方法，该方法包括以下步骤：a)将水与包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物组合添加到该小麦粒中；以及b)在所述一种或多种细胞壁修饰酶的存在下，将小麦粒调节特定的一段时间，以使小麦粒吸收所述水。在一些实施例中，通过将水喷洒到谷粒上来将水添加到小麦粒中。在一些实施例中，使用剂量系统将液体组合物与调节水组合。
因此在一些实施例中，本发明提供用于调节小麦粒的方法，该方法包括以下步骤：a)将水与包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物组合喷洒到该小麦粒中；以及b)在所述一种或多种细胞壁修饰酶的存在下，将小麦粒调节特定的一段时间，以使小麦粒吸收所述水，其中使用剂量系统将包含该酶的液体组合物与调节水组合。
在第三方面，本发明涉及从谷粒中提取面粉的方法，该方法包括以下步骤：
a)在根据本发明的方法中调节谷粒；和
b)碾磨谷粒，并将面粉与谷粒的麸皮分离。
在另外的方面，本发明涉及适于操作根据本发明的方法的系统，其中在谷粒调节期间将含有一种或多种细胞壁修饰酶的水添加到所述谷粒的组合物中，所述系统含有剂量系统和泵，该剂量系统用于调整添加到谷粒中的所述酶的量，该泵用于将所述含有一种或多种细胞壁修饰酶的水与所述谷粒的组合物混合。
在另外的方面，本发明涉及包含由木霉属物种发酵获得的表达产物的水性组合物；该表达产物包含β-葡聚糖酶(EC 3.2.1.6)和纤维素酶(EC3.2.1.4)，其中所述β-葡聚糖酶以1000-2000AZO BBG U/克水性组合物的量存在，并且所述纤维素酶以6000-8000IU/克水性组合物的量存在。
在另外的方面，本发明涉及包含木聚糖酶(EC 3.2.1.8)的水性组合物，其中所述木聚糖酶以100000-300000单位/克水性组合物的量存在。
在另外的方面，本发明涉及根据本发明的系统、或根据本发明的水性组合物在谷粒调节工艺中的用途。
在另外的方面，本发明涉及从根据本发明的方法获得的面粉或谷物麸皮或由面粉或谷物麸皮获得的任何食物产品(如面包产品)。
在以下分别编号的段落中阐述了组合物和方法的多个方面和实施例。
1.一种调节谷粒的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供包含一种或多种β-葡聚糖以及一种或多种阿拉伯糖基木聚糖的谷粒；
b.将水与包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物进行组合添加到该谷粒中；以及
c.在所述一种或多种细胞壁修饰酶的存在下，将谷粒调节特定的一段时间，以使谷粒吸收所述水。
2.根据段落1所述的方法，其中所述谷粒是小麦。
3.根据段落1或2所述的方法，其中所述一种或多种细胞壁修饰酶选自由以下各项组成的组：木聚糖酶和纤维素酶，例如纤维二糖水解酶、β-葡糖苷酶、内切-葡聚糖酶和β-葡聚糖酶。
4.根据段落3所述的方法，其中该液体组合物进一步包含一种或多种选自由以下各项组成的组的酶：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
5.根据段落3所述的方法，其中该液体组合物进一步包含一种或多种选自由以下各项组成的组的酶：木糖苷酶、膨胀素样(expansin-like)蛋白酶和胰蛋白酶样蛋白酶。
6.根据段落1至5中任一项所述的方法，其中所述调节进行了超过6小时，例如超过8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38或40小时。
7.根据段落1至6中任一项所述的方法，其中所述调节进行了不到40小时，例如不到38、36、34、32、30、28、26、24、22、20、18、16、14、12、10或8小时。
8.根据段落1至7中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是液体，例如水性配制品。
9.根据段落1至8中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含酶例如β-葡聚糖酶或纤维素酶的水性配制品，所述酶是由木霉属，如里氏木霉(Trichoderma reesei)发酵分泌的。
10.根据段落9所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种β-葡聚糖酶和/或纤维素酶。
11.根据段落10所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示木聚糖酶活性的酶。
12.根据段落10至11中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示β-木糖苷酶活性的酶。
13.根据段落10至12中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示甘露聚糖酶活性的酶。
14.根据段落10至13中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示阿拉伯呋喃糖苷酶活性的酶。
15.根据段落10至14中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示α-半乳糖苷酶活性的酶。
16.根据段落10至15中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示β-葡糖醛酸酶活性的酶。
17.根据段落10至16中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示β-半乳糖苷酶活性的酶。
18.根据段落9所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种具有如下氨基酸序列的酶或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自由以下酶组成的组的酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。
19.根据段落9所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种酶，该酶与选自以下酶的组的酶具有至少80％同一性，所述酶具有以下基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。
20.根据段落18至19所述的方法，其中所述组合物包含两种或更多种独立地选择的展示β-葡聚糖酶活性的酶和至少一种展示木聚糖酶活性的酶。
21.根据段落18至20所述的方法，其中该一种或多种酶与任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
22.根据段落9至21所述的方法，其中所述β-葡聚糖酶和所述纤维素酶分别以10000至1000000AZO BBG U/吨谷粒(75000-340000)和100000至10x106IU/吨谷粒(310000-1516000)的量存在。
23.根据段落1至22中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含酶例如细菌性木聚糖酶的水性配制品，所述酶是由芽孢杆菌属，如枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)发酵分泌的。
24.根据段落1至22中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含具有木聚糖酶活性的酶的水性配制品，该具有木聚糖酶活性的酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
25.根据段落24所述的方法，其中所述组合物包含酶，所述酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:7和SEQID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
26.根据段落1至22中任一项所述的方法，进一步包含一种或多种β-葡聚糖酶。
27.根据段落23至26所述的方法，其中所述木聚糖酶以1x106至100x106单位/吨谷粒(9x106至52x106)的量存在。
28.根据段落1至27中任一项所述的方法，其中步骤a中的所述组合物进一步包含一种或多种氧化酶。
29.根据任何前述段落所述的方法，其中所述添加水包括向该谷物进行喷洒，并且其中在所述喷洒期间添加一次或多次或者不断地添加所述一种或多种细胞壁修饰酶。
30.根据任何前述段落所述的方法，其中该谷物达到的水分含量在约12％至约17％之间，并且其中所述水分含量是在12小时或不足12小时内达到的。
31.根据任何前述段落所述的方法，其中：
(i)所述谷物具有0.5％-10％W/W的β-葡聚糖；或
(ii)所述谷物具有1％-10％W/W的阿拉伯糖基木聚糖；或
(iii)该谷物中高分子量β-葡聚糖的量降低至少50％；或
(iv)该谷物中高分子量β-葡聚糖的量降低至少80％；或
(v)该谷物中高分子量阿拉伯糖基木聚糖的量降低至少50％；或
(vi)其中该谷物是硬质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-200ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6至12小时；或
(vii)其中该谷物是中等硬质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-200ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6至12小时；或
(viii)其中该谷物是软质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-150ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6至12小时；或
(ix)其中该谷物是软质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-150ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6小时或更短时间。
32.根据任何前述段落所述的方法，其中所述谷物中的高分子量β葡聚糖的量不小于150mg/l，并且所述经调节的谷物中的阿拉伯糖基木聚糖的量不小于2000mg/l。根据任何前述段落所述的方法，其中所述谷物中的高分子量β葡聚糖的量不小于50mg/l，并且所述经调节的谷物中的阿拉伯糖基木聚糖的量不小于1000mg/l。
33.根据任何前述段落所述的方法，所述方法包括将水喷洒到所述谷物上，其中在所述喷洒期间一次或多次添加所述一种或多种细胞壁修饰酶，并且其中在所述经调节的谷物中的高分子量β-葡聚糖的量不小于150mg/l或更小，并且在所述谷物中的阿拉伯糖基木聚糖的量为2000mg/l或更小。根据任何前述段落所述的方法，所述方法包括将水喷洒到所述谷物上，其中在所述喷洒期间一次或多次添加所述一种或多种细胞壁修饰酶，并且其中在所述经调节的谷物中的高分子量β-葡聚糖的量不小于50mg/l或更小，并且在所述谷物中的阿拉伯糖基木聚糖的量不小于1000mg/l。
34.根据任何前述段落所述的方法，其中所述经调节的谷物中的湿面筋为至少24％、25％、27％、29％、30％、31％或32％。
35.一种从谷粒中提取面粉的方法，该方法包括以下步骤：
a)在根据段落1至17中任一项所述的方法中调节谷粒；和
b)碾磨谷粒，并将面粉与谷粒的麸皮分离。
36.根据段落35所述的方法，其中与没有用所述酶组合物调节的阴性对照谷物相比，该提取率增加了至少约0.5％，例如至少约0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、或2％。
37.一种适于操作根据段落1至19中任一项所述的方法的系统，其中在谷粒调节期间将含有一种或多种细胞壁修饰酶的水喷洒到所述谷粒的组合物中，所述系统含有剂量系统，该剂量系统用于调整添加到所述含有一种或多种细胞壁修饰酶的水中的所述酶的量。
38.根据段落37所述的系统，其进一步包括混合机构。
39.一种包含由木霉属物种发酵获得的表达产物的水性组合物；该表达产物包含β-葡聚糖酶(EC 3.2.1.6)和纤维素酶(EC 3.2.1.4)，其中所述β-葡聚糖酶以1000-2000AZOBBG U/克水性组合物的量存在，并且所述纤维素酶以6000-8000IU/克水性组合物的量存在。
40.根据段落39的水性组合物，其中所述由木霉属发酵获得的表达产物来自物种里氏木霉。
41.根据段落39所述的水性组合物，其中所述组合物包含一种或多种具有如下氨基酸序列的酶或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自由以下酶组成的组的酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。
42.根据段落39所述的水性组合物，其中所述组合物包含一种或多种酶，该酶与选自以下酶的组的酶具有至少80％同一性，所述酶具有以下基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。
43.根据段落41至42所述的方法，其中所述组合物包含两种或更多种独立地选择的展示β-葡聚糖酶活性的酶和至少一种展示木聚糖酶活性的酶。
44.一种包含木聚糖酶(EC 3.2.1.8)的水性组合物，其中所述木聚糖酶以100000-300000单位/克水性组合物的量存在。
45.根据段落44所述的水性组合物，其包含芽孢杆菌属物种，如物种枯草芽孢杆菌发酵获得的表达产物。
46.根据段落44所述的水性组合物，其中所述木聚糖酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
47.根据段落46所述的水性组合物，其中所述组合物包含酶，所述酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
48.根据段落44至47中任一项所述的水性组合物，其进一步包含一种或多种β-葡聚糖酶。
49.根据段落37所述的系统或根据段落39至48中任一项所述的水性组合物在谷粒调节工艺中的用途。
50.由根据段落35所述的方法获得的面粉或谷物麸皮或由面粉或谷物麸皮获得的任何食物产品，如面包产品。
生物学序列简述
以下序列遵循37C.F.R.§§1.821-1.825(“包含核苷酸序列和/或氨基酸序列披露的专利申请的要求-序列规则”)并符合世界知识产权组织(WIPO)标准ST.25(2009)和欧洲专利公约(EPC)以及专利合作条约(PCT)法规第5.2和49.5(a-bis)条，以及行政章程第208款和附件C关于序列表的要求。用于核苷酸和氨基酸序列数据的符号和格式遵循如37C.F.R.§1.822所列的法规。
SEQ ID NO:1是具有木聚糖酶活性的多肽AtuXyn3的氨基酸序列。
SEQ ID NO:2是具有木聚糖酶活性的多肽TerXyn1的氨基酸序列。
SEQ ID NO:3是具有木聚糖酶活性的多肽AtuXyn4的氨基酸序列。
SEQ ID NO:4是具有木聚糖酶活性的多肽AacXyn2的氨基酸序列。
SEQ ID NO:5是具有木聚糖酶活性的多肽TreXyn3的氨基酸序列。
SEQ ID NO:6是具有木聚糖酶活性的多肽TreXyn5的氨基酸序列。
SEQ ID NO:7是具有木聚糖酶活性的多肽BsuXyn3的氨基酸序列。
SEQ ID NO:8是具有木聚糖酶活性的多肽BsuXyn4的氨基酸序列。
附图简要说明
通过参考对说明性实施例进行阐述的以下详细说明，将获得对本发明的特征和优点的更好理解，在这些实施例中利用了本发明的原理，并且在这些附图中：
图1是碾磨工艺的流程图，显示了在碾磨工艺中酶的使用情况。
图2显示了德国小麦KERUBINO的提取率。用小麦品种KERUBINO进行的试验通过减少的调节时间导致显著更高的提取率。
图3显示了使用酶时的能源节省。参考使用12h的调节时间，而这些酶试验使用6h的调节时间。
图4显示了用阿根廷低蛋白质小麦粉进行的烘焙试验。
图5显示了此烘焙试验的经烘焙的面包。
图6显示了用全麦粉烘焙的三明治面包的烘焙试验。
发明内容
本披露提供了用于谷物加工(例如小麦调节)的组合物、系统和方法。在一些实施例中，本发明涉及用于碾磨加工谷粒(特别是小麦)的组合物、系统和方法以及适用于这一特定用途的优化的酶组合物。在一些实施例中，本发明提供了用于改进的谷物加工(例如减少的调节时间、降低的能量消耗和/或增加的提取率)的系统、方法和组合物。在一些实施例中，本发明提供了改进碾磨工艺的用于改进的谷物调节的系统、方法和组合物。
在一方面，本发明涉及用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前向调节物中添加一种或多种酶。在一些实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的或与其他酶组合的细胞壁降解酶。在一些实施例中，细胞壁降解酶是木聚糖酶或β-葡聚糖酶。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的一种或多种β-葡聚糖酶和/或单独的一种或多种纤维素酶，或将其与其他酶组合进行添加。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的或与其他酶组合的木聚糖酶。在一些实施例中，其他酶是其他细胞壁降解酶。在一些实施例中，其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。在一些实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在调节工艺过程中添加单独的或与其他酶组合的β葡聚糖酶/纤维素酶复合物和/或木聚糖酶。在一些实施例中，其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
谷类，如小麦，含有不同水平的β-葡聚糖和阿拉伯糖基木聚糖。(1,3；1,4)-β-D-葡聚糖由无支链和未经取代的(1,3)-β-葡糖基残基和(1,4)-β-葡糖基残基的链组成。(1,3；1,4)-β-D-葡聚糖在谷物的细胞壁中最为丰富，特别是在谷粒的淀粉胚乳中，在胚乳中它们可以在细胞壁占高达70％的重量。阿拉伯糖基木聚糖是在谷粒的初生细胞壁和次生细胞壁两者中发现的半纤维素，由两种戊糖-阿拉伯糖和木糖的共聚物组成。阿拉伯糖部分可以进一步被取代。
研究表明，β-葡聚糖和阿拉伯糖基木聚糖在细胞壁中的含量可能与谷物(例如小麦)的谷粒硬度以及水分吸收有关。籽粒硬度是影响谷粒加工和产品质量的主要因素之一。谷物中的高β-葡聚糖和阿拉伯糖基木聚糖含量可能导致细胞壁的降解不足，这反过来可能影响碾磨工艺，并且因此降低提取率。
不意图受任何理论的束缚，在一些实施例中，本发明提供了在调节工艺过程中分解谷粒中的β葡聚糖和其他细胞壁组分(例如阿拉伯糖基木聚糖)的组合物和方法。通过在调节工艺过程中分解谷物中的β葡聚糖和其他细胞壁组分(例如阿拉伯糖基木聚糖)，本发明允许减少调节时间，改善提取率、节省能源、校准和缩短调节时间(即使当混合具有不同加湿需求的不同谷粒时)，而面粉质量或烘焙性能保持不变(即同样高质量)，减少研磨过程中的损失，和/或增白面粉和获得更完整的麸皮。此外，通过降低谷粒细胞壁中β-葡聚糖和阿拉伯糖基木聚糖的水结合能力，本文所述的方法、系统和组合物允许谷物更好更快地吸收所述水。
在典型的碾磨工艺中，磨粉机接收谷粒(如小麦)，并将其传送通过清洁工艺。然后下一步是调节工艺，其中例如通过喷洒水来加湿谷粒(如小麦)。在一些实施例中，例如通过将酶组合物与调节水组合，在调节工艺过程中添加本文所述的一种或多种酶。在一些实施例中，调节工艺包括将含有本文所述的酶组合物的水喷洒到谷粒上。视小麦和工艺情况，调节工艺可能需要4-40小时，之后将小麦碾磨并提取为面粉和麸皮。
“调节”、“回火”或“湿润加工”都是用于描述向谷粒中添加水，以允许提取面粉并确保满足质量参数的这个工艺的部分。
调节软化谷物(如小麦)的外部果皮(麸皮)层，并增强内部白色胚乳在碾磨过程中的释放。它也有助于通过软化胚乳的淀粉结构来软化谷粒。在这个阶段添加的水量取决于几个因素：(i)谷粒品种；(ii)谷粒硬度；(iii)天然水分含量；(iv)碾磨工艺；和(v)成品面粉的规格。
在一些实施例中，本发明涉及用于加工小麦的系统、组合物和方法，包括在碾磨前向调节中添加一种或多种酶。
根据收获期的品种和气候条件，小麦中的正常水分含量范围为从大约9％多至14％。在碾磨前通常需要将湿度提高到15％-17％。调节时间在4h-40h之间变化，以允许水分均匀地渗入谷粒。通常这个时间是由谷粒品种决定的，并且对于软质小麦而言较短，而对于硬质小麦来说较长。
调节时间对磨粉机的效率有直接影响，并需要大的储存空间。因此，通过本文所述的系统、组合物和方法所实现的调节时间的减少在提高碾磨操作的效率方面是显著的。不意图限于任何理论，本文所述的组合物和方法打开了谷粒的结构并降低了几个细胞壁组分的水结合能力，结果，水更容易且更快地渗入谷粒中。实例表明，有可能减少30％-50％的调节时间(视情况)和/或减少加工谷粒所需的能量。这为磨粉机提供了益处，例如碾磨工艺中的更高灵活性、减少的存储空间以及对客户需求更快的响应时间。
在一些实施例中，根据本发明的系统、组合物和方法提供了质量更好的面粉以及麸皮。谷粒(如小麦)在工艺过程中几乎不破损地离开，使得面粉从麸皮获得明显减少的色素沉淀(与已知工艺中所见的相比)。水的添加也会影响面粉的变白。
如本文所使用的，术语“谷粒”指来自禾本科植物的果实，此类种子至少含有包含糊粉的麸皮以及淀粉胚乳，所述成分还存在于果皮、种子外皮(可替代地称为外种皮)和/或胚芽中。该术语包括但不限于下列物种：例如小麦、大麦、燕麦、斯佩耳特小麦(spelt)、黑麦、高梁、玉米和水稻。
如本文所用的，术语“调节”是指允许谷粒(如小麦)吸收水的阶段。
如本文所用的，术语“麸皮”是指与相应的完整种子相比，富含于任何或所有选自糊粉、果皮和种皮的组织中的谷物衍生的碾磨级分。
如本文所使用的，术语“碾磨级分”指由机械减小谷粒大小而产生的全部或部分级分，所述机械减小谷粒大小是通过下列各项实现，例如(但不限于)：切断、轧制、压碎、破裂或碾磨、使用或不使用分级(通过例如(但不限于)：筛分、筛选、过筛、吹制、抽吸、离心过筛、风筛、静电分离、或电场分离)。
酶
在一方面，本发明涉及用于加工谷物的系统、组合物和方法，包括在碾磨前向调节工艺中添加一种或多种酶。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前在调节工艺过程中添加单独的或与其他酶组合的一种或多种β葡聚糖酶或纤维素酶和/或一种或多种木聚糖酶。
在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前在调节工艺过程中添加单独的或与其他酶组合的一种或多种β葡聚糖酶和/或一种或多种纤维素酶。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物和方法，包括在碾磨前在调节工艺过程中添加单独的或与其他酶组合的一种或多种木聚糖酶。在一些实施例中，其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
在一些实施例中，根据本发明的酶组合物通过使用所选择的细菌和/或真菌菌株而产生。
在本发明的上下文中，“细胞壁修饰酶”是指能够水解或修饰植物细胞壁的复合基质多糖的任何酶，例如在本文中所包括的“细胞壁溶解测定”中将具有活性的任何酶。“细胞壁修饰酶”的定义中所包括的是纤维素酶，例如纤维二糖水解酶I和纤维二糖水解酶II、内切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶，以及半纤维素分解酶，例如木聚糖酶。
如本文所使用的，术语“纤维素酶(cellulase或cellulolytic enzyme)”被理解为包含纤维二糖水解酶(EC 3.2.1.91)，例如纤维二糖水解酶I和纤维二糖水解酶II，以及内切葡聚糖酶(EC 3.2.1.4)和β-葡糖苷酶(EC3.2.1.21)。
纤维素酶的定义中所包括的是：随意切割纤维素链的内切葡聚糖酶(EC3.2.1.4)；从纤维素链末端切割纤维二糖基单元的纤维二糖水解酶(EC 3.2.1.91)和将纤维二糖及可溶性的纤维糊精转化为葡萄糖的β-葡糖苷酶(EC 3.2.1.21)。在这三类涉及纤维素的生物降解的酶中，纤维二糖水解酶是降解天然结晶纤维素的关键的酶。术语“纤维二糖水解酶I”在本文中被定义为纤维素1,4-β-纤维二糖苷酶(也称为外切葡聚糖酶，外切纤维二糖水解酶或1,4-β-纤维二糖水解酶)活性，如在酶类别EC3.2.1.91中所定义的，其通过从链的非还原末端释放纤维二糖而催化纤维素和纤维四糖中1,4-β-D-葡糖苷键的水解。除了纤维二糖水解酶II从链的还原末端攻击之外，术语“纤维二糖水解酶II活性”的定义是相同的。
纤维素酶可包含碳水化合物结合模块(CBM)，其提高酶与含有纤维素的纤维的结合并增加酶的催化活性部分的效力。CBM被定义为碳水化合物活性酶中连续的氨基酸序列，其含有具有碳水化合物结合活性的离散折叠(discreet fold)。更多CBM的信息参见CAZy因特网服务器(Supra)或Tomme等人(1995)，Enzymatic Degradation of InsolublePolysaccharides[不溶性多糖的酶降解](Saddler和Penner，编辑)，Cellulose-bindingdomains:classification and properties[纤维素结合域：分类和性质]，142-163页，American Chemical Society[美国化学协会]，华盛顿。在优选的实施例中，纤维素酶(cellulase或cellulolytic enzyme)可以是如美国申请号60/941,251(其在此通过引用并入)中所定义的纤维素分解制剂。在优选的实施例中，该纤维素分解制剂包含具有纤维素分解增强活性的多肽(GH61A)，优选地是WO 2005/074656中披露的多肽。细胞壁修饰酶还可以是β-葡糖苷酶，例如衍生自木霉属、曲霉属或青霉属菌株的β-葡糖苷酶，包括具有在美国申请号60/832,511中所公开的β-葡糖苷酶活性的融合蛋白(诺维信公司)。在一些实施例中，细胞壁修饰酶是CBH II，例如太瑞斯梭孢壳霉(Thielavia terrestris)纤维二糖水解酶II(CEL6A)。在一些实施例中，细胞壁修饰酶是纤维素酶，例如源自里氏木霉的纤维素酶。
在一些实施例中，纤维素分解活性可以源自真菌来源，例如木霉属(Trichoderma)菌株，如里氏木霉菌株；或腐质霉属(Humicola)菌株，例如特异腐质霉(Humicolainsolens)菌株。
在一些实施例中，细胞壁修饰酶是WO 2005/074656中披露的具有纤维素分解增强活性的多肽(GH61A)；纤维二糖水解酶，例如太瑞斯梭孢壳霉纤维二糖水解酶II(CEL6A)、β-葡糖苷酶(例如，美国申请号60/832,511中所公开的融合蛋白)和纤维素分解酶(例如，源自里氏木霉)。
在一些实施例中，细胞壁修饰酶是WO 2005/074656中披露的具有纤维素分解增强活性的多肽(GH61A)；β-葡糖苷酶(例如，美国申请号60/832,511中披露的融合蛋白)和纤维素分解酶(例如，源自里氏木霉)。在一些实施例中，细胞壁修饰酶是可商购的产品，例如可从美国丹尼斯科公司(Danisco)的分支机构杰能科国际公司(Genencor)获得的GC220或者可从丹麦诺维信公司(Novozymes A/S)获得的1.5L或CELLUZYMETM。
内切葡聚糖酶(EC No.3.2.1.4)催化纤维素、纤维素衍生物(如羧甲基纤维素和羟乙基纤维素)、地衣多糖、混合的β-1,3葡聚糖如谷物β-D-葡聚糖或木葡聚糖中的β-1,4键以及含有纤维素部分的其他植物材料中的1,4-β-D-糖苷键的内切水解。授权名称为内切-1,4-β-D-葡聚糖4-葡聚糖水解酶，但在本说明书中使用缩写术语内切葡聚糖酶。内切葡聚糖酶活性可以根据以下文献的程序使用羧甲基纤维素(CMC)水解来确定：Ghose，1987，Pureand App1.Chem.[纯应用化学]59:257-268。
在一些实施例中，内切葡聚糖酶可以源自木霉属(Trichoderma)菌株，例如里氏木霉菌株；腐质霉属(Humicola)菌株，例如特异腐质霉(Humicola insolens)菌株；或金孢子菌属(Chrysosporium)菌株，优选地是卢克诺文思金孢子菌(Chrysosporium lucknowense)菌株。
术语“纤维二糖水解酶”是指1,4-β-D-葡聚糖纤维二糖水解酶(E.C.3.2.1.91)，其催化在纤维素、纤维寡糖或任何β-1,4-连接的含葡萄糖的聚合物中的1,4-β-D-糖苷键的水解，从链的还原性或非还原性末端释放纤维二糖。
纤维二糖水解酶的实例是上面提到的，包括来自里氏木霉；特异腐质霉的CBH I和CBH II；以及来自太瑞斯梭孢壳霉纤维二糖水解酶(CELL6A)的CBH II。
纤维二糖水解酶活性可以根据以下文献中所述方法测定：Lever等人，1972，Anal.Biochem.[分析生物化学]47:273-279和van Tilbeurgh等人，1982，FEBS Letters[欧洲生物学化学会联盟通讯]149:152-156；van Tilbeurgh和Claeyssens，1985，FEBSLetters[欧洲生物学化学会联盟通讯]187:283-288。Lever等人的方法适用于评估玉米秸秆中纤维素的水解，并且van Tilbeurgh等人的方法适用于测定荧光二糖衍生物的纤维二糖水解酶活性。
术语“β-葡糖苷酶”是指β-D-葡萄糖苷葡糖水解酶(E.C.3.2.1.21)，其催化末端非还原性β-D-葡萄糖残基的水解，释放β-葡萄糖。出于本发明的目的，除了采用如本文所述的不同条件，根据以下文献所述的基本程序测定β-葡糖苷酶活性：Venturi等人，2002，J.Basic Microbiol.[基本微生物学杂志]42:55-66。一个单位的β-葡糖苷酶活性被定义为在500℃、pH 5，在100mM柠檬酸钠、0.01％20中，每分钟从作为底物的4mM对硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷产生的1.0？摩尔的对硝基苯。
在一些实施例中，β-葡糖苷酶是真菌来源的，例如是木霉属、曲霉属或青霉属的菌株来源的。在一些实施例中，β-葡糖苷酶源自里氏木霉，例如由bgl1基因编码的β-葡糖苷酶(参见EP 562003)。在另一个实施例中，β-葡糖苷酶衍生自米曲霉(Aspergillus oryzae)(根据WO 02/095014在米曲霉中重组产生)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)(根据WO 02/095014的实例22在米曲霉中重组产生)或黑曲霉(Aspergillus niger)(1981，J.Appl.[应用学杂志]3:157-163)。
如本文所用的，术语“半纤维素酶(hemicellulolvtic enzyme或hemicellulase)”是指可能分解半纤维素的酶。
可以使用适合用于水解半纤维素(优选水解为阿拉伯糖基木聚糖寡糖)的任何半纤维素酶。优选的半纤维素酶包括木聚糖酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、乙酰木聚糖酯酶、阿魏酸酯酶、葡糖醛酸酶、半乳聚糖酶、内切半乳聚糖酶、甘露聚糖酶、内切或外切阿拉伯糖酶、外切半乳聚糖酶、果胶酶、木葡聚糖酶或其两种或更多种的混合物。适用于本发明的半纤维素酶的实例包括Grindamyl Powerbake 930(获得自丹尼斯科公司(Danisco A/S)，丹麦)或VISCOZYM ETM(或得自诺维信公司，丹麦)。在实施例中，该半纤维素酶是木聚糖酶。在实施例中，该木聚糖酶是微生物来源，例如真菌来源(如木霉属、亚灰树花菌属(Meripilus)、腐质霉属、曲霉属和镰刀菌属)或来自细菌(例如芽孢杆菌属)。在一些实施例中，该木聚糖酶衍生自丝状真菌，优选衍生自曲霉属菌株，例如棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)；或衍生自腐质霉属菌株，优选柔毛腐质霉(Humicola lanuginosa)。该木聚糖酶可优选为内切-1,4-β-木聚糖酶，更优选为GH 10或GH 11的内切-1,4-β-木聚糖酶。商业木聚糖酶的实例包括来自丹麦丹尼斯科公司的Grindamyl H121或Grindamyl Powerbake 930或来自丹麦诺维信公司的SHEARZYMETM和BIOFEED WHEATTM。
阿拉伯呋喃糖苷酶(EC 3.2.1.55)催化α-L-阿拉伯糖苷中末端非还原性α-L-阿拉伯呋喃糖苷残基的水解。半乳聚糖酶(EC 3.2.1.89)，即阿拉伯半乳聚糖内切-1,4-β-半乳糖苷酶催化阿拉伯半乳聚糖中1,4-D-糖苷键的内切水解。
果胶酶(EC 3.2.1.15)催化果胶和其他聚半乳糖醛酸中1,4-α-D-半乳糖苷酸键的水解。
木葡聚糖酶催化木葡聚糖的水解。
如本文所用的，术语“木聚糖酶”是指能够水解木聚糖或阿拉伯糖基木聚糖的非末端β-D-吡喃木糖基-1,4-β-D-吡喃木糖基单元中的β-1,4糖基键的酶。其他名称包括1,4-β-D-木聚糖木聚糖水解酶、1,4-β-木聚糖木聚糖水解酶、β-1,4-木聚糖木聚糖水解酶、(1-4)-β-木聚糖4-木聚糖水解酶、内切-1,4-β-木聚糖酶、内切-(1-4)-β-木聚糖酶、内切-β-1,4-木聚糖酶、内切-1,4-β-D-木聚糖酶、内切-1,4-木聚糖酶、木聚糖酶、β-1,4-木聚糖酶、β-木聚糖酶、β-D-木聚糖酶。木聚糖酶可以衍生自各种生物体，包括植物、真菌(例如曲霉属、青霉属、双侧孢霉属(Disporotrichum)、脉孢菌属、镰刀霉属、腐质霉属、木霉属物种)或细菌物种(例如芽孢杆菌属、气单胞菌属、链霉菌属、诺卡氏菌属、热丝菌属)(参见例如WO 92/17573、WO 92/01793、WO 91/19782、WO 94/21785)。在本发明的一些方面，该木聚糖酶是如WO 2010/072224、WO 2010/072225、WO 2010/072226和WO 0166711中任一种所具体披露的。
在本发明的一个方面，用于本发明的方法中的木聚糖酶是分类为EC3.2.1.8的酶。官方名称是内切-1,4-β-木聚糖酶。系统名称为1,4-β-D-木聚糖木聚糖水解酶。可以使用其他名称，例如内切-(1-4)-β-木聚糖酶；(1-4)-β-木聚糖4-木糖水解酶；内切-1,4-木聚糖酶；木聚糖酶；β-1,4-木聚糖酶；内切-1,4-木聚糖酶；内切-β-1,4-木聚糖酶；内切-1,4-β-D-木聚糖酶；1,4-β-木聚糖木聚糖水解酶；β-木聚糖酶；β-1,4-木聚糖木聚糖水解酶；内切-1,4-β-木聚糖酶；β-D-木聚糖酶。催化的反应是木聚糖中1,4-β-D-木糖苷键的内切水解。
在本发明的一个方面，本发明的木聚糖酶是糖苷水解酶(GH)家族11的木聚糖酶。术语“糖苷水解酶(GH)家族11”是指讨论中的木聚糖酶是或可以归类于GH家族11。
在本发明的一个方面，根据本发明使用的木聚糖酶是如本文所述的“木聚糖酶测定”中测量的具有木聚糖酶活性的木聚糖酶。
根据Cazy(ModO)位点，家族11糖苷水解酶可按如下方式表征：(i)已知活性：木聚糖酶(EC:3.2.1.8)(ii)机制：保留；(iii)催化的亲核体/碱基：Glu(实验的)；(iv)催化的质子供体：Glu(实验的)；(v)3D结构现状：折叠：-胶卷；和(vi)族：GH-C。
如本文所使用的，“族C”是指共享共同的三维折叠和相同的催化机器的家族组群(参见例如，Henrissat,B.和Bairoch,A.,(1996)Biochem.J.[生物化学杂志]，316,695-696)。
如本文所使用的，“家族11”是指由以下文献所建立的酶的家族：Henrissat和Bairoch(1993)Biochem J.[生物化学杂志]，293,781-788(还参见，Henrissat和Davies(1997)Current Opinion in Structural Biol.[结构生物学新观点]1997,&:637-644)。家族11成员的共同特征包括高遗传同源性，约20kDa的大小和双位移催化机制(参见Tenkanen等人，1992；Wakarchuk等人，1994)。家族11木聚糖酶的结构包括由β链和β-螺旋构成的两个大的β-片层。
家族11木聚糖酶包括以下各项：黑曲霉(Aspergillus niger)XynA、白曲霉(Aspergillus kawachii)XynC、塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)XynA、环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)XynA、Bacillus punzilus XynA、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)XynA、Neocalliniastix patriciarum XynA、变铅青链霉菌(Streptomyceslividans)XynB、变铅青链霉菌XynC、Streptomyces therinoviolaceus XynII、褐色高温单孢菌(Thermomonospora fusca)XynA、哈茨木霉(Trichoderma harzianum)Xyn、里氏木霉XynI、里氏木霉XynII、绿色木霉(Trichoderma viride)Xyn。
在另外的方面中，用于本文所述的方法和组合物的酶具有昆布多糖酶活性或包含任何一种或多种具有昆布多糖酶活性的另外的酶。昆布多糖酶活性可以如在本文昆布多糖酶(laminarase)测定法中所述或通过本领域已知的任何可行方法来确定。
昆布多糖酶可以是在E.C.3.2.1.6中分类的内切-1,3(4)-β-葡聚糖酶或在E.C.3.2.1.39中分类的内切-1,3-β-D-葡糖苷酶。内切-1,3(4)-β-葡聚糖酶具有替代性名称昆布多糖酶、内切-1,3-β-葡聚糖酶。内切-1,4-β-葡聚糖酶被分类为E.C.3.2.1.6。底物包括昆布多糖、地衣多糖和谷物D-葡聚糖。当还原基团参与待水解的键的葡萄糖残基本身在C-3处被取代时，该酶催化β-D-葡聚糖中的(l→3)-键或(l→4)-键的内切水解。将具有替代性名称(l→3)-β-葡聚糖内切水解酶、内切-1,3-β-葡聚糖酶和昆布多糖酶的葡聚糖内切-1,3-β-D-葡糖苷酶分类于E.C.3.2.1.39中。葡聚糖内切-1,3-β-D-葡糖苷酶在底物(像例如昆布多糖、裸藻淀粉和茯苓聚糖)中的(l→3)-β-D-葡聚糖中水解(l→3)-β-D-糖苷键。
在一些方面中，用于本文所述的方法和组合物的酶具有木葡聚糖特异性外切-β-1,4-葡聚糖酶活性，或包含具有木葡聚糖特异性外切-β-1,4-葡聚糖酶活性的另外的酶，“木葡聚糖特异性外切-β-1,4-葡聚糖酶”是指E.C 3.2.1.155的酶。木葡聚糖特异性外切-β-1,4-葡聚糖酶催化木葡聚糖中的(l→4)-β-D-糖苷键的外切水解。
在一些方面中，根据本发明的酶组合物具有α-N-阿拉伯呋喃糖苷酶活性或包含另外的具有阿拉伯呋喃糖苷酶活性的酶。“α-N-阿拉伯呋喃糖苷酶”或“α-N-阿拉伯呋喃糖苷酶”是指EC 3.2.1.55的酶。α-N-阿拉伯呋喃糖苷酶催化α-L-阿拉伯糖苷中的末端非还原性α-L-阿拉伯呋喃糖苷残基的水解。
在本发明的一个方面中，根据本发明的酶组合物的阿拉伯呋喃糖苷酶活性通过如本文所述的阿拉伯呋喃糖苷酶测定法或通过本领域已知的任何合适的测定法进行测量。标准测定可以在pH 5.0和50℃下进行，并且对于另外特征和规格的酶其可以在不同的pH值和温度下进行。
将一个单位的α-N-阿拉伯呋喃糖苷酶活性定义为在测定条件(例如，pH 5.0和50℃(或按照说明))下每分钟从对硝基苯基α-L-阿拉伯呋喃糖苷产生1μmol对硝基苯酚的酶量。
在一些方面中，根据本发明的酶组合物具有葡聚糖1,4-β葡糖苷酶活性或包含另外的具有葡聚糖1,4-β-葡糖苷酶活性的酶。“葡聚糖1,4-β-葡糖苷酶”或“葡聚糖1,4-β-葡糖苷酶”是指E.C 3.2.1.74的酶。葡聚糖1,4-β-葡糖苷酶催化(1→4)-β-D-葡聚糖中的(1→4)-键的水解，以除去连续的葡萄糖单元。
在一些实施例中，根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是野生型酶或含有多种不同酶活性的酶复合物，所述酶复合物在一种或多种选择的细菌或真菌菌株(例如木霉属菌株或芽孢杆菌属菌株)发酵时产生。这可能包括木聚糖酶(EC3.2.1.8)、β-葡聚糖酶(EC 3.2.1.6)和/或纤维素酶(EC 3.2.1.4))的野生型活性。在一些实施例中，在根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是通过发酵木霉属物种，如里氏木霉获得的表达产物。在一些实施例中，在根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是通过发酵芽孢杆菌属物种，如枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)获得的表达产物。
在一些实施例中，在根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是通过发酵里氏木霉产生的含有多种不同酶活性的酶复合物，该酶选自由以下各项组成的组：纤维二糖水解酶、内切-1,4-葡聚糖酶、β-葡糖苷酶、木聚糖酶、β-木糖苷酶、乙酰木聚糖酯酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、β-甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、α-葡糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶和膨胀素样。在一些实施例中，多种酶选自由以下酶组成的组，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。在一些实施例中，该酶复合物包含以上列出的酶中的至少2种、或至少3种、或至少4种、或至少5种、或至少7种、或至少8种、或至少10种、或至少15种、或至少20种。在一些实施例中，该酶复合物包含多至5种、或多至8种、或多至10种、或多至15种、或多至20种或全部的以上列出的酶。在一些实施例中，该酶复合物包含多种不同的酶活性，其具有与上述多种酶具有至少80％同一性的氨基酸序列。在一些实施例中，该一种或多种酶与上述任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施例中，在根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是通过发酵里氏木霉产生的含有多种不同酶活性的酶复合物，该酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、候选乙酰木聚糖酯酶、纤维二糖水解酶I、纤维二糖水解酶II、内切葡聚糖酶I、内切葡聚糖酶II、内切葡聚糖酶III、木葡聚糖酶、候选内切葡聚糖酶、木糖苷酶I、木聚糖酶I、木聚糖酶II、木聚糖酶IV、甘露聚糖酶I、β-葡糖苷酶和胰蛋白酶样蛋白酶。在一些实施例中，该多种酶选自具有由以下各项组成的基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)的酶的组：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。在一些实施例中，该酶复合物包含以上列出的酶中的至少2种、或至少3种、或至少4种、或至少5种、或至少7种、或至少8种、或至少10种、或至少15种、或至少20种。在一些实施例中，该酶复合物包含多至5种、或多至8种、或多至10种、或多至15种、或多至20种或全部的以上列出的酶。在一些实施例中，该酶复合物包含多种不同的酶活性，其具有与上述多种酶具有至少80％同一性的氨基酸序列。在一些实施例中，该一种或多种酶与上述任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施例中，与本文所述的一种或多种酶相比，该酶的氨基酸总数小于350，例如小于340，例如小于330，例如小于320，例如小于310，例如小于300个氨基酸，例如在200至350个氨基酸的范围内，例如在220至345个氨基酸的范围内。
在一些实施例中，该酶的氨基酸序列具有至少一个、二个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个氨基酸取代。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地提供改进的碾磨前的调节工艺。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地在用水调节谷物期间提供小麦籽粒结构的开口，这使得水在不同层之间更快地迁移。这导致更短的调节时间，更容易将胚乳与糊粉层分离，并产生潜在的更高的提取率。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地提供减少的调节时间(例如减少了30％-50％)。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地提供增加的提取率(例如，从0.5％-2％)。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地提供能源节省(例如，高达20％，例如从5％至20％)。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地在面粉中提供增白效果。
在一些实施例中，一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶，单独或组合地提供稳定的面粉质量。
本发明的一个方面涉及展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:8中的任一者具有至少80％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，本发明涉及展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8中的任一者具有至少80％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。
本文所用的“功能片段”指酶的截短形式，其与非截短的参比酶具有实质上相同的酶活性或至少显著程度的酶活性。
在一些实施例中，根据本发明的组合物和方法包括使用具有木聚糖酶活性和/或β-葡聚糖酶活性的任何合适的可商购的酶，例如：UltraFlo L(可获得自诺维信公司-具有纤维素酶、木聚糖酶副活性的β葡聚糖酶)、UltraFlo XL(可获得自诺维信公司-具有木聚糖酶和α淀粉酶副活性的β葡聚糖酶)、UltraFlo Max(可获得自诺维信公司-β葡聚糖酶和木聚糖酶)、Finizyme 250L(可获得自诺维信公司-具有纤维素酶、木聚糖酶副活性的β葡聚糖酶)、Filtrase系列(可获得自DSM-β葡聚糖酶和木聚糖酶)。
在一些实施例中，酶具有在5℃-80℃范围内的最适温度，例如在5℃-40℃或15℃-80℃的范围内、例如在20℃-80℃的范围内，例如在5℃-15℃、15℃-20℃、45℃-65℃、50℃-65℃、55℃-65℃或60℃-80℃的范围内。
由本文所述的序列所示并且根据本发明单独使用或者与其他酶或化合物组合使用的序列和酶，可以有或者没有信号肽。
在一个实施例中，该一种或多种酶可以从木霉属，例如里氏木霉中的生物体的发酵中分泌。例如，这些酶可以是β-葡聚糖酶或纤维素酶。
可以根据已知的发酵方法进行木霉属(或里氏木霉)发酵。仅作为示例，发酵条件可以是根据以下文献中详细描述的那些：Ross等人，European J.of AppliedMicrobiology and Biotechnology[欧洲应用微生物学与生物技术学杂志]，1983年1月，18卷，1期，27-37页(其通过引用并入本文)。
在一个实施例中，木霉属(或里氏木霉)可以在任何合适的营养培养基中发酵。仅作为示例，该营养培养基的组成可以包括以下成分：(NH4)2SO4(例如3.0g/l)、KH2PO4(例如2g/l)、CaCl2(例如0.3g/l)、MgSO4(例如0.3g/l)、酵母提取物(例如1g/l)、FeSO4 7H20(例如5mg/l)、MnSO4(例如1.56mg/l)、ZnSO4、7H2O(例如1.4mg/l)、CoCl2(例如2mg/l)、纤维素(例如微结晶纤维素(Avicel cellulose))(例如10g/1)。
木霉属(或里氏木霉)中的发酵可以使用合适的条件进行。例如，木霉属(或里氏木霉)中的发酵可以在约25℃至约37℃(有利地在约34℃)，和在约pH 3至约pH 5.5(有利地约pH 3.5)的生长下进行，并且可以在约25℃至30℃(有利地在约28℃)和约pH 3至约pH 6(有利地在约pH 4.5)的生产下进行。可能需要添加消泡剂。通常将该一种或多种酶分泌到发酵液中。发酵后，可以将肉汤过滤(例如在旋转真空鼓式过滤器上)以除去细菌的细胞。可以将透明液体进一步进行超滤以浓缩和纯化该一种或多种酶。可以进一步进行微量过滤。可以配制酶浓缩物，例如作为液体制剂。
在一个实施例中，该一种或多种酶(如木聚糖酶)可以从来自芽孢杆菌(Bacillus)，例如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的细菌的发酵中分泌。
可以根据已知的发酵方法发酵芽孢杆菌(或枯草芽孢杆菌)。仅作为示例，发酵条件可以是根据以下文献中详细描述的那些：Olempska-Beer,Chemical and TechnicalAssessment[化学与技术评估]63rd JECFA 2004。
从芽孢杆菌(或枯草芽孢杆菌)发酵中分泌的酶可以通过使用由食品级材料构成的发酵培养基深层发酵来生产。通常将这些酶分泌到发酵液中。发酵后，可以将肉汤过滤(例如在旋转真空鼓式过滤器上)以除去细菌的细胞。可以将透明液体进一步进行超滤以浓缩和纯化该一种或多种酶(如木聚糖酶)。可以进一步进行微量过滤。可以配制酶浓缩物，例如作为液体制剂。
在一个实施例中，芽孢杆菌(或枯草芽孢杆菌)可以在任何合适的营养培养基中发酵。仅作为示例，该营养培养基的组成可以包括以下成分：多价蛋白胨(例如1％)或葡萄糖(例如1％)、KH2PO4(例如0.1％)、NaCl2(例如0.3％)、MgSO4 7H20(例如0.02％)、酵母提取物(例如0.5％)、木聚糖(例如燕麦木聚糖)(例如0.5％)和Na2CO3(例如1％)。
芽孢杆菌(或枯草芽孢杆菌)中的发酵可以在约37℃至55℃，和约pH 6.5至约pH9.0下进行。可以适当地搅拌该发酵物(例如以约400rpm)。合适地，该发酵可以包括约5-6.5mg/l，合适地为6.0mg/l的溶解氧浓度。
组合物
在一个方面，本披露提供了用于谷物加工，例如小麦调节的组合物。在一些实施例中，本发明涉及用于碾磨加工谷粒(特别是小麦)的组合物以及适用于这一特定用途的优化的酶组合物。在一些实施例中，本发明提供了用于改进的谷物加工(例如减少的调节时间、降低的能量消耗和/或增加的提取率)的组合物。在一些实施例中，本发明提供了改进碾磨工艺的用于改进的谷物调节的组合物。
在一方面，本发明涉及用于加工谷物的组合物，该组合物包括在碾磨前用于调节的一种或多种酶。在一些实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物，包括在碾磨前在调节过程中的某些点单独的或与其他酶组合的细胞壁降解酶。在一些实施例中，细胞壁降解酶是木聚糖酶或β-葡聚糖酶。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的一种或多种β-葡聚糖酶和/或单独的一种或多种纤维素酶，或将其与其他酶组合进行添加。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物，包括在碾磨前在调节过程中的某些点单独的或与其他酶组合的木聚糖酶。在一些实施例中，其他酶是其他细胞壁降解酶。在一些实施例中，本发明提供了用于加工谷物的组合物，包括在调节工艺过程中的单独的或与其他酶组合的β葡聚糖酶/纤维素酶复合物和/或木聚糖酶。
在一些实施例中，这些组合物包含展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQID NO:1-SEQ ID NO:8中的任一者具有至少80％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，这些组合物包含展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8中的任一者具有至少80％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，根据本发明的酶组合物包括至少约5000U/g、例如至少约6000U/g、例如至少约7000U/g、例如至少约8000U/g、例如至少约8500U/g的木聚糖酶活性，如通过本文所述的测定法或本领域已知的任何合适的测定法测量的。在一些实施例中，展示木聚糖酶活性的酶具有13000U/g的最小活性。在一些实施例中，展示木聚糖酶活性的酶在液体组合物中以每克100000-300000单位的量存在。在一些实施例中，该一种或多种酶与上述任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度25-300ppm、或50-200ppm、或50-100ppm、或100-200ppm、或50-150ppm添加包含展示木聚糖酶活性的酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度50ppm添加包含展示木聚糖酶活性的酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度100ppm添加包含展示木聚糖酶活性的酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度150ppm添加包含展示木聚糖酶活性的酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度200ppm添加包含展示木聚糖酶活性的酶的酶组合物。在一些实施例中，该组合物是液体组合物。在一些实施例中，将包含展示木聚糖酶活性的酶的液体组合物与调节水组合。在一些实施例中，调节工艺包括将含有本文所述的酶组合物的水喷洒到谷粒上。在一些实施例中，展示木聚糖酶活性的酶具有13000U/g的最小活性。在一些实施例中，展示木聚糖酶活性的酶在液体组合物中以每克100000-300000单位的量存在。
在一些实施例中，在根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是含有具有如下氨基酸序列的多种不同的酶活性的酶复合物，该氨基酸序列与发酵里氏木霉所产生的、选自由以下酶组成的组的多种酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。在一些实施例中，含有包含多种酶的酶复合物的这些组合物具有1000-2000U/g的β-葡聚糖酶活性和6000-8000U/g的纤维素酶活性。在一些实施例中，该一种或多种酶与上述任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度25-300ppm、或50-200ppm、或50-100ppm、或100-200ppm、或50-150ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度50ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度100ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度150ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度200ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，该组合物是液体组合物。在一些实施例中，将包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的液体组合物与调节水组合。在一些实施例中，调节工艺包括将含有本文所述的酶组合物的水喷洒到谷粒上。在一些实施例中，展示β-葡聚糖酶活性的酶和展示纤维素酶活性的酶分别以1000-2000U/g和6000-8000U/g的量存在于液体组合物中。在一些实施例中，该酶组合物进一步包含其他酶，这些其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
在一些实施例中，在根据本发明的方法或组合物中使用的一种或多种细胞壁修饰酶是含有具有如下氨基酸序列的多种不同的酶活性的酶复合物，该氨基酸序列与发酵里氏木霉所产生的、选自由以下酶组成的组的多种酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。在一些实施例中，含有包含多种酶的酶复合物的这些组合物具有1000-2000U/g的β-葡聚糖酶活性和6000-8000U/g的纤维素酶活性。在一些实施例中，该一种或多种酶与上述任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度25-300ppm、或50-200ppm、或50-100ppm、或100-200ppm、或50-150ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度50ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度100ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度150ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度200ppm添加包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的酶组合物。在一些实施例中，该组合物是液体组合物。在一些实施例中，将包含展示β-葡聚糖酶和纤维素酶活性的酶复合物的液体组合物与调节水组合。在一些实施例中，调节工艺包括将含有本文所述的酶组合物的水喷洒到谷粒上。在一些实施例中，展示β-葡聚糖酶活性的酶和展示纤维素酶活性的酶分别以1000-2000U/g和6000-8000U/g的量存在于液体组合物中。在一些实施例中，该酶复合物包含其他酶，这些其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
在根据本发明的方法中使用的酶组合物可以是通过所选择的细菌菌株(如里氏木霉或枯草芽孢杆菌)的发酵产生的组合物。酶组合物可以含有水、稳定剂(例如山梨糖醇)和盐(如氯化钠、苯甲酸钠和山梨酸钾)，其pH值在4-6(例如4.5-5)范围内。这些酶组合物可以免于FDA标记并被批准用于食物产品。
优选的液体酶产品通过使用所选择的细菌和真菌菌株产生。优选的酶产物是易于处理的液体。在一些实施例中，包含本文所述的酶的这些液体组合物容易与调节水混合并组合。在一些实施例中，这些液体组合物分别包含1000-2000U/g的量的展示β-葡聚糖酶活性的酶和6000-8000U/g的量的展示纤维素酶活性的酶。在一些实施例中，该液体组合物包含其他酶，这些其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
在一方面，本发明提供了提高磨粉机的生产率和效率的组合物。根据本发明的酶组合物使得磨粉机能够例如降低成本而不损害面粉质量。
在一些实施例中，根据本发明的这些组合物提供了与面粉以及从这些方法获得的麸皮相关的和与例如烘焙应用中获得的面包相关的各种各样的益处。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，提供改进的碾磨前的调节工艺。在一些实施例中，即使当混合具有不同加湿需要的不同谷粒品种时，本文所述的组合物根据特定谷粒品种提供了调节时间的校准和缩短。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，在用水调节谷物期间提供小麦籽粒结构的开口，这使得水在不同层之间更快地迁移。这导致更短的调节时间，更容易将胚乳与糊粉层分离，并产生潜在的更高的提取率。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，提供减少的调节时间(例如减少了30％-50％)。在一些实施例中，本文所述的组合物将调节时间减少了至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，提供增加的提取率(例如从0.5％-2％)。在一些实施例中，本文所述的这些组合物增加了提取率，例如至少约0.5％，例如至少约0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％，或甚至5％至10％。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，提供能源节省(例如，高达20％，例如从5％至高达20％)。在一些实施例中，本文所述的这些组合物产生能源节省，例如高达20％，例如高达18％、16％、14％、12％、10％、8％、6％、5％、4％或2％。在一些实施例中，本文所述的这些组合物产生能源节省，例如从约5％至高达约20％。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，在面粉中提供增白效果。在一些实施例中，本文所述的这些组合物在调节期间提供壳/皮/外壳(整体较少破碎)。
在一些实施例中，本文所述的单独或组合地包含一种或多种展示纤维素酶活性的酶和/或一种或多种展示β-葡聚糖酶活性的酶，和/或一种或多种展示木聚糖酶活性的酶的组合物，提供稳定的面粉质量。
由本文所述的组合物提供的其他益处的实例包括但不限于，提供了更容易的麸皮分离、改善的麸皮质量、当面粉用于烘焙应用时减轻的面包面团、当面粉用于烘焙应用时增加的最终面包体积、改善的或未变差的灰分水平、改善的面粉颜色、更少的杂质、面粉质量或烘焙性能无变化、相同的高质量、减少的碾磨过程中的损失、增加的面粉白度和/或更完整的麸皮。
在一些实施例中，本文所述的组合物用于在调节水中更好地溶解液体酶组合物并产生较少的酶沉淀。
因此，在一些实施例中，与没有用所述酶组合物进行调节的阴性对照谷物相比，根据本发明的酶组合物将谷粒(例如小麦)的调节时间减少了至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。
在一些实施例中，与没有用所述酶组合物进行调节的阴性对照谷物相比，根据本发明的酶组合物将提取率增加了至少约0.5％，例如至少约0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、或2％。
在一些实施例中，与没有用所述酶组合物进行调节的阴性对照谷物相比，根据本发明的酶组合物提供高达20％的能源节省，例如高达18％、16％、14％、12％、10％、8％、6％、5％、4％、或2％。在一些实施例中，本文所述的这些组合物产生能源节省，例如从约5％至高达约20％。
在一些实施例中，包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是液体，例如水性配制品。
在一些实施例中，包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含等例如β-葡聚糖酶或纤维素酶的水性配制品，所述酶分泌自木霉属，如里氏木霉的发酵。
在一些实施例中，β-葡聚糖酶和所述纤维素酶分别以10000至1000000AZO BBG U/吨谷粒(75000-340000)和100000至10x106IU/吨谷粒(310000-1516000)的量存在。
在一些实施例中，包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含酶例如细菌性木聚糖酶的水性配制品，所述酶分泌自芽孢杆菌属，如枯草芽孢杆菌的发酵。
在一些实施例中，该细菌性木聚糖酶以1x106至100x106单位/吨谷粒(在产品片层中9x106至52x106)的量存在。
在一些实施例中，本发明方法的步骤a)中的组合物还包含一种或多种氧化酶。
本发明其他方面涉及包含由木霉属物种发酵获得的表达产物的水性组合物或包含由芽孢杆菌属物种发酵获得的表达产物的水性组合物；由木霉属物种发酵获得的表达产物包含β-葡聚糖酶(EC 3.2.1.6)和纤维素酶(EC 3.2.1.4)，其中所述β-葡聚糖酶以1000-2000AZO BBG U/克水性组合物的量存在，并且所述纤维素酶以6000-8000IU/克水性组合物的量存在，由芽孢杆菌属物种发酵获得的表达产物包含木聚糖酶(EC3.2.1.8)，其中所述木聚糖酶以100000-300000单位/克水性组合物的量存在。
在一些实施例中，包含通过发酵木霉属得到的表达产物的水性组合物来自里氏木霉物种。
在一些实施例中，包含通过发酵芽孢杆菌属得到的表达产物的水性组合物来自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)物种。
可以将材料添加到含酶的液体中以改善液体组合物的性质。这些添加剂的非限制性实例包括：盐(例如碱金属盐、碱土金属盐、另外的氯化物盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐，其中示例性的抗衡离子是钙、钾和钠)；无机矿物或粘土(例如沸石、高岭土、膨润土、滑石和/或硅酸盐)；碳水化合物(例如蔗糖和/或淀粉)；着色颜料(例如二氧化钛)；杀生物剂(例如，)；分散剂；消泡剂；还原剂；酸剂；碱剂；酶稳定剂(例如多元醇如甘油、丙二醇、山梨糖醇、无机盐、糖、糖或糖醇、乳酸、硼酸或硼酸衍生物，及其组合)；酶抑制剂；防腐剂(例如，对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、苯甲酸酯、山梨酸酯或其他食品认可的防腐剂)；及其组合。可用于制剂/组合物的赋形剂包括麦芽糖、蔗糖、葡萄糖(包括葡萄糖浆或干葡萄糖浆)、预煮的淀粉、糊化淀粉、L-乳酸、抗坏血酸棕榈酸酯、生育酚、卵磷脂、柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸、磷酸盐、藻酸钠、角叉菜胶、刺槐豆胶、瓜尔胶、黄原胶、果胶、羧甲基纤维素钠、甘油单酯和甘油二酯、甘油二酯和甘油二酯的柠檬酸酯、蔗糖酯、二氧化碳、氩气、氦气、氮气、一氧化二氮、氧气、氢气和辛基琥珀酸淀粉钠。
方法
在一个方面，本披露提供了用于谷物加工，例如小麦调节的方法。在一些实施例中，本发明涉及用于碾磨加工谷粒(特别是小麦)的方法以及适用于这一特定用途的优化的酶组合物。在一些实施例中，本发明提供了用于改进的谷物加工(例如减少的调节时间、降低的能量消耗和/或增加的提取率)的方法。在一些实施例中，本发明提供了改进碾磨工艺的、用于改进的谷物调节的方法。
在一些实施例中，本发明提供了用于调节谷物的方法，包括向谷粒中添加水，将谷粒调节特定的一段时间以使谷粒吸收所述水，以及在该过程中一次或多次添加如本文所述的一种或多种酶。在一些实施例中，本发明涉及用于加工谷物的方法，包括在碾磨前向谷粒的调节步骤中添加一种或多种酶。在一些实施例中，本发明提供了用于加工谷物的方法，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的或与其他酶组合的细胞壁降解酶。在一些实施例中，细胞壁降解酶是木聚糖酶或β-葡聚糖酶。在一些实施例中，细胞壁降解酶是木聚糖酶和/或β-葡聚糖酶复合物。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的和方法，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的一种或多种β-葡聚糖酶和/或单独的一种或多种纤维素酶，和/或将其与其他酶组合进行添加。在一个实施例中，本发明提供了用于加工谷物的方法，包括在碾磨前在调节过程中的某些点添加单独的或与其他酶组合的木聚糖酶。在一些实施例中，其他酶是其他细胞壁降解酶。在一些实施例中，本发明提供了用于加工谷物的方法，包括在调节工艺过程中添加单独的或与其他酶组合的β葡聚糖酶/纤维素酶复合物和/或木聚糖酶。在一些实施例中，其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
在根据本发明的调节方法中，在本文所述的一种或多种酶的存在下，向谷物(如小麦)中添加水。可以在添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物之前或与其组合地添加水。因此，可以首先添加水，以允许在添加酶组合物之前对谷粒进行一些调节或回火，或者可以同时添加酶组合物与调节水。在一些实施例中，可以通过可以被设定或调整添加到谷粒中的酶的量的系统来添加酶组合物。每吨谷粒的水量、用或不用酶的调节时间可以根据特定的谷粒类型、碾磨工艺或经调节的谷粒随后的用途而独立地变化。
在本文所述的实例中，已经令人惊奇地发现，将包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物添加到调节水中提供改善的谷物加工，例如减少的调节时间、降低的能量消耗和/或增加的提取率。因此，在一些实施例中，将含有包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物的水添加到谷粒(例如小麦)中。在一些实施例中，剂量系统用于组合包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物和调节水。在一些实施例中，混合系统(例如搅拌器)用于混合并保持酶在调节水中的均匀混合。
此外，令人惊讶地发现，将含有本文所述的酶的调节水喷洒到谷粒上提供了改进的谷物加工，例如减少的调节时间、降低的能量消耗和/或增加的提取率。因此，在一些实施例中，将含有包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物的水喷洒到谷粒(例如小麦)中。在一些实施例中，该调节步骤涉及喷洒谷物，并且在该过程期间一次或多次添加如本文所述的一种或多种酶。在一些实施例中，在喷洒谷物期间不断添加如本文所述的一种或多种酶。在一些实施例中，剂量系统用于组合包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物和调节水。在一些实施例中，混合系统(例如搅拌器)用于混合并保持酶在调节水中的均匀混合。
在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度25-300ppm、或50-200ppm、或50-100ppm、或100-200ppm、或50-150ppm添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度50ppm添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度100ppm添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度150ppm添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在调节工艺过程中以浓度200ppm添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，该组合物是液体组合物。在一些实施例中，该一种或多种细胞壁修饰酶是展示木聚糖酶活性、具有13000U/g的最小活性的酶。在一些实施例中，该一种或多种细胞壁修饰酶是展示木聚糖酶活性的酶，其以每克100000-300000单位的量存在于液体组合物中。在一些实施例中，该一种或多种细胞壁修饰酶是展示β-葡聚糖酶活性的酶和/或展示纤维素酶活性的酶，分别以1000-2000U/g和6000-8000U/g的量存在于液体组合物中。在一些实施例中，该酶组合物进一步包含其他酶，这些其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
因此，在一些实施例中，该调节步骤包括用含有包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物的调节水喷洒谷物，其中在调节工艺过程中以浓度25-300ppm、或50-200ppm、或50-100ppm、或100-200ppm、或50-150ppm添加本文所述的酶组合物。在一些实施例中，在喷洒谷物期间不断添加如本文所述的酶组合物。在一些实施例中，剂量系统用于组合包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物和调节水在一些实施例中，该酶组合物包含一种或多种展示木聚糖酶活性、具有13000U/g的最小活性的细胞壁修饰酶。在一些实施例中，该酶组合物包含展示木聚糖酶活性、以每克100000-300000单位的量存在于液体组合物中的酶。在一些实施例中，该酶组合物包含展示β-葡聚糖酶活性、以1000-2000U/g的量存在于液体组合物中的酶和/或展示纤维素酶活性、以6000-8000U/g的量存在于液体组合物中的酶。在一些实施例中，该酶组合物进一步包含其他酶，这些其他酶选自由以下各项组成的组：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
一种或多种本文所述的酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)的浓度可以根据以下各项而变化：调节工艺的条件、谷物的类型(例如，谷粒中的β-葡聚糖和阿拉伯糖基木聚糖含量)、终产物的所希望的规格(例如面粉粘性、β-葡聚糖和阿拉伯糖基木聚糖含量以及经碾磨产物的湿度水平等)和正在使用的一种或多种酶的类型。在一些实施例中，调节过程将根据实际的谷粒类型而变化，并且特别是其是否为软质、中等硬质或硬质谷粒。“软质谷粒”是指具有下列平均特征的谷粒：在Alveograph上测得W＝80-150，P/L＝0.2-0.5(W：强度；P：15韧度；L：延展性)；“中等硬质谷粒(mid hard grain或middle hard grain)”是指具有下列平均特征的谷粒：在Alveograph上测得W＝150-300，P/L＝0.5-0.8；并且“硬质谷粒”是指具有下列平均特征的谷粒：在Alveograph上测得W＝300-20 400，P/L＝0.8-1。谷粒硬度也可以通过近红外法(NIR)测定。通常在小麦磨粉机上使用NIR来测量小麦硬度。使用NIR测量的小麦硬度分类如下：小于45％为“软质谷粒”；45％-60％为“中等硬质谷粒(mid hardgrain或middle hard grain)”；并且高于60％为“硬质谷粒”。也可以使用测量粒径的其他方法(如Brabender或Perkins)来确定谷粒硬度。
在一些实施例中，这些方法包含具有木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ IDNO:1-SEQ ID NO:8中的任一者具有至少80％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，这些方法包含展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ ID NO:1、SEQ IDNO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8中的任一者具有至少80％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，这些方法包含具有木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ IDNO:1-SEQ ID NO:8中的任一者具有至少90％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，这些方法包含展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ ID NO:1、SEQ IDNO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8中的任一者具有至少90％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，这些方法包含具有木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ IDNO:1-SEQ ID NO:8中的任一者具有至少95％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。在一些实施例中，这些方法包含展示木聚糖酶活性的酶，该酶包含与选自SEQ ID NO:1、SEQ IDNO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8中的任一者具有至少95％同一性的氨基酸序列或其任何功能片段。
在一些实施例中，这些方法包含展示β-葡聚糖酶活性和/或纤维素酶活性和/或其他酶活性的酶，其选自由含有具有如下氨基酸序列或其任何功能片段的多种不同的酶活性的酶复合物组成的组，该氨基酸序列与发酵里氏木霉所产生的、选自由以下酶组成的组的多种酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。在一些实施例中，这些方法包含展示β-葡聚糖酶活性和/或纤维素酶活性和/或其他酶活性的酶，其选自由含有具有如下氨基酸序列或其任何功能片段的多种不同的酶活性的酶复合物组成的组，该氨基酸序列与发酵里氏木霉所产生的、选自由以下酶组成的组的多种酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。在一些实施例中，该方法包括展示β-葡聚糖酶活性的酶与展示木聚糖酶活性的酶组合，所述酶各自独立地选自上述的组。在一些实施例中，该一种或多种酶与上述任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
在一些实施例中，根据本发明的方法包括使用具有木聚糖酶活性和/或β-葡聚糖酶活性的任何合适的可商购的酶，例如：UltraFlo L(可获得自诺维信公司-具有纤维素酶、木聚糖酶副活性的β葡聚糖酶)、UltraFlo XL(可获得自诺维信公司-具有木聚糖酶和α淀粉酶副活性的β葡聚糖酶)、UltraFlo Max(可获得自诺维信公司-β葡聚糖酶和木聚糖酶)、Finizyme 250L(可获得自诺维信公司-具有纤维素酶、木聚糖酶副活性的β葡聚糖酶)、Filtrase系列(可获得自DSM-β葡聚糖酶和木聚糖酶)。
在一些实施例中，即使当混合具有不同加湿需要的不同谷粒品种时，本文所述的方法根据特定谷粒品种提供了调节时间的校准和缩短。
在一些实施例中，本发明提供了用于调节硬质谷粒的方法。在一些实施例中，在硬质谷粒调节工艺过程中以浓度50-200ppm、持续6至12小时添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在硬质谷粒调节工艺过程中添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物，直到谷粒达到约15％至约17％，例如15.5％至17％的水分。在一些实施例中，在硬质谷粒调节工艺过程中添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物，直到谷粒从约10.5％-14％的水分达到约15％至约17％，例如15.5％至17％的水分。在一些实施例中，该硬质谷粒是杜兰小麦(Durum)。在一些实施例中，在杜兰小麦谷粒调节工艺过程中添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物，直到谷粒达到约14％至约16％，例如14％至15.5％的水分。在一些实施例中，在杜兰小麦谷粒调节工艺过程中添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物，直到谷粒从约11.5％-13.8％的水分达到约14％至约16％，例如14％至5.5％的水分。在一些实施例中，该硬质谷粒是杜兰小麦(Durum)。
在一些实施例中，本发明提供了用于调节中等硬质谷粒的方法。在一些实施例中，在中等硬质谷粒调节工艺过程中以浓度50-200ppm、持续6至12小时添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。
在一些实施例中，本发明提供了用于调节软质谷粒的方法。在一些实施例中，在软质谷粒调节工艺过程中以浓度50-150ppm、持续6至12小时添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在软质谷粒调节工艺过程中以浓度50-150ppm、持续6小时或更短时间添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物。在一些实施例中，在软质谷粒调节工艺过程中添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物，直到谷粒达到约15％至约17％，例如15％至16.5％的水分。在一些实施例中，在硬质谷粒调节工艺过程中添加包含一种或多种细胞壁修饰酶的酶组合物，直到谷粒从约12.5％-14％的水分达到约15％至约17％，例如15％至16.5％的水分。
在一些实施例中，在谷物的润湿期间将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β-葡聚糖酶和/或木聚糖酶)以有效浓度进行组合，并且在一定温度(例如至少约5℃，约30℃，或约10℃至约20℃)下将该组合保持一段时间以水解谷粒中至少5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、31％、33％、35％、37％、39％、41％、43％、45％、47％、49％、51％、53％、55％、57％、59％、61％、63％、65％、67％、69％、71％、73％、75％、77％、79％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少50％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少60％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少70％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少50％(但不超过80％)的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少60％(但不超过80％)的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中至少70％(但不超过80％)的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。在一些实施例中，将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)组合以水解谷粒中80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖。
在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、31％、33％、35％、37％、39％、41％、43％、45％、47％、49％、51％、53％、55％、57％、59％、61％、63％、65％、67％、69％、71％、73％、75％、77％、79％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少50％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少60％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少70％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％、但不超过80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少50％、但不超过80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少60％、但不超过80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少70％、但不超过80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中80％的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖被分解。
在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、31％、33％、35％、37％、39％、41％、43％、45％、47％、49％、51％、53％、55％、57％、59％、61％、63％、65％、67％、69％、71％、73％、75％、77％、79％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少50％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少60％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少80％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％、但不超过80％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少50％、但不超过80％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少60％、但不超过80％的β-葡聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中80％的β-葡聚糖被分解。
在一些实施例中，谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中的高分子量β-葡聚糖的浓度小于200mg/l、或150mg/l、或小于100mg/l或小于90mg/l、或小于80mg/l、或小于70mg/l、或小于60mg/l、或小于50mg/l。在一些实施例中，谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中高分子量β-葡聚糖的浓度为50mg/l或更小。在一些实施例中，谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中高分子量β-葡聚糖的浓度不超过150mg/l。在一些实施例中，谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中高分子量β-葡聚糖的浓度不超过50mg/l。
在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、31％、33％、35％、37％、39％、41％、43％、45％、47％、49％、51％、53％、55％、57％、59％、61％、63％、65％、67％、69％、71％、73％、75％、77％、79％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％、但不超过80％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。
在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少50％的β-葡聚糖被分解并且至少50％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少60％的β-葡聚糖被分解并且至少50％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少70％的β-葡聚糖被分解并且至少50％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少80％的β-葡聚糖被分解并且至少50％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少50％、但不超过80％的β-葡聚糖被分解并且至少50％、但不超过80％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少60％、但不超过80％的β-葡聚糖被分解并且至少50％、但不超过80％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少70％、但不超过80％的β-葡聚糖被分解并且至少50％、但不超过80％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中80％的β-葡聚糖被分解并且至少50％、但不超过80％的阿拉伯糖基木聚糖被分解。
在一些实施例中，谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得在谷物中的高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度小于2400mg/l、或小于2200mg/l、或小于1900mg/l、或小于1500mg/l、或小于1000mg/l、或小于800mg/l、或小于700mg/l或小于600mg/l、或小于500mg/l、或小于100mg/l、或小于60mg/l、或小于50mg/l。在一些实施例中，谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度为2000mg/l或更小。在一些实施例中，谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度不超过2000mg/l。在一些实施例中，谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得经调节的谷物中高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度不超过1000mg/l。
在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、31％、33％、35％、37％、39％、41％、43％、45％、47％、49％、51％、53％、55％、57％、59％、61％、63％、65％、67％、69％、71％、73％、75％、77％、79％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％的纤维素酶被分解。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒中至少10％的纤维素酶被分解。
在一些实施例中，在谷物的润湿期间在指定的一种或多种温度下将本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)以有效浓度组合持续一个时间段直到该谷物具有至少约10％至30％、或约10％至20％、或约12％至17％重量百分比的水分含量。
仍然在其他实施例中，在谷物的润湿期间在一个时间段和温度下将该谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到谷物具有在约10至约30重量百分比之间、或在约10至20重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得在谷物中的高分子量β-葡聚糖的浓度为150mg/l或更小。在一些实施例中，在谷物的润湿期间在一个时间段和温度下将该谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到谷物具有在约12至约17重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得在谷物中的高分子量β-葡聚糖的浓度为150mg/l或更小。仍然在其他实施例中，在谷物的润湿期间在一个时间段和温度下将该谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到谷物具有在约10至约30重量百分比之间、或在约10至20重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得在谷物中的高分子量β-葡聚糖的浓度不超过50mg/l。在一些实施例中，在谷物的润湿期间在一个时间段和温度下将该谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到谷物具有在约12至约17重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的β-葡聚糖被分解，这样使得在谷物中的高分子量β-葡聚糖的浓度不超过50mg/l。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物的时间相比，总的调节时间更少。
仍然在其他实施例中，在谷物的一种或多种润湿期间在一个时间段和温度下将该谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到谷物具有在约10至约30重量百分比之间、或在约10至20重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得在该谷物中的高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度为1000mg/l或更小。在一些实施例中，在谷物的一种或多种润湿期间在一个时间段和温度下将湿润的谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到该谷物具有在约12至约17重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得在该谷物中的高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度为1000mg/l或更小。仍然在其他实施例中，在谷物的一个或多个润湿期间在一个时间段和温度下将该谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到谷物具有在约10至约30重量百分比之间、或在约10至20重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得在该谷物中的高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度不小于500mg/l。在一些实施例中，在谷物的一个或多个润湿期间在一个时间段和温度下将湿润的谷物和一种或多种酶以有效浓度组合，直到该谷物具有在约12至约17重量百分比之间的水分含量，并且谷粒中的阿拉伯糖基木聚糖被分解，这样使得在该谷物中的高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度不小于500mg/l。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物的时间相比，总的调节时间更少。
在一些实施例中，总的调节时间比根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物的时间少至少5％、7％、9％、10％、11％、13％、15％、17％、19％、20％、21％、23％、25％、27％、29％、30％、31％、33％、35％、37％、39％、40％、41％、43％、45％、47％、49％、50％、51％、53％、55％、57％、59％、60％、61％、63％、65％、67％、69％、70％、71％、73％、75％、77％、79％、80％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％。
在一些实施例中，总的调节时间不超过12小时。在一些实施例中，总的调节时间不超过11小时。在一些实施例中，总的调节时间为约6小时至约12小时。在一些实施例中，总的调节时间小于15小时、12小时、10小时、8小时或甚至小于6小时。
在一些实施例中，本发明提供了改善的谷粒的水吸收。在一些实施例中，与根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物相比，谷粒的水吸收改善了至少10％、15％、20％、50％、70％、90％或95％。在一些实施例中，谷粒的水吸收改善了至少10％、或至少20％。
在一些实施例中，本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶、纤维素酶和/或木聚糖酶)在谷物的润湿开始时以有效浓度组合。在一些实施例中，本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶、纤维素酶和/或木聚糖酶)在谷物的润湿期间以有效浓度组合。在一些实施例中，在已经达到所希望的温度之后，本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶、纤维素酶和/或木聚糖酶)在谷物的润湿期间以有效浓度组合。在一些实施例中，润湿阶段涉及喷洒谷物，其中在喷雾期间一次或多次添加或不断添加如本文所述的一种或多种酶。
在一些实施例中，本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶、纤维素酶和/或木聚糖酶)在谷物的润湿开始后1小时、2小时、3小时或4小时以有效浓度组合。在一些实施例中，本文所述的谷物和一种或多种酶(例如，β葡聚糖酶和/或木聚糖酶)在谷物的润湿的最后一小时期间组合。
在一些实施例中，本发明提供了根据本发明工艺获得的谷物，该谷物呈现改进的性质。例如，通过本文所述的方法产生的这些谷物具有高分子量级分的β-葡聚糖、和/或阿拉伯糖基木聚糖、和/或纤维素的较低含量。这允许谷物具有更好的加工性，例如在碾磨中。在一些实施例中，通过本文所述方法生产的谷物具有200mg/ml、100mg/l、90mg/l、80mg/l、70mg/l、60mg/l或50mg/l的高分子量β-葡聚糖的浓度。在一些实施例中，通过本文所述方法生产的谷物具有1000mg/ml、800mg/l、700mg/l、600mg/l、500mg/l、100mg/l或50mg/l的高分子量阿拉伯糖基木聚糖的浓度。
在一些实施例中，在碾磨前的调节之后，本文所述的方法提供具有降低量的高分子量级分的β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖的谷物。在一些实施例中，高分子量β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖的总量比在根据本文所述的方法不用一种或多种酶制备的对照谷物中的高分子量β-葡聚糖和/或阿拉伯糖基木聚糖的量少至少5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％、29％、31％、33％、35％、37％、39％、41％、43％、45％、47％、49％、51％、53％、55％、57％、59％、61％、63％、65％、67％、69％、71％、73％、75％、77％、79％、81％、83％、85％、87％、89％、91％、93％或95％。
在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％湿面筋的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少24％湿面筋的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少29％湿面筋的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少30％湿面筋的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少31％湿面筋的谷物。
在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少约12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％水分的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少约13％水分的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少约14％水分的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少约15％水分的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少约16％水分的谷物。在一些实施例中，本文所述的方法提供了具有至少约17％水分的谷物。
在一些实施例中，与没有用所述酶组合物调节的阴性对照谷物相比，根据本发明的方法将提取率增加了至少约0.5％，例如至少约0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、或2％。
如上所述在一个方面，本发明涉及用于调节谷粒的方法，该方法包括以下步骤：a)将水与包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物组合添加到该谷粒中；和b)在所述一种或多种细胞壁修饰酶的存在下，将谷粒调节特定的一段时间，以使谷粒吸收所述水。
在一些实施例中，该谷粒是小麦。
在一些实施例中，该一种或多种细胞壁修饰酶选自由以下各项组成的组：木聚糖酶，和纤维素酶，例如纤维二糖水解酶、内切-葡聚糖酶和β-葡聚糖酶。在一些实施例中，该一种或多种细胞壁修饰酶还包含选自由以下各项组成的组的其他酶：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
在一些实施例中，该调节进行了超过6小时，例如超过8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38或40小时。
在一些实施例中，该调节进行了不到40小时，例如不到38、36、34、32、30、28、26、24、22、20、18、16、14、12、10或8小时。
调节谷物和碾磨的工艺是本领域熟知的，并且具体的条件根据所用的谷物类型、调节的谷物所需的最终规格、面粉和具体的碾磨设备而变化。本文所述的方法可以应用于本领域已知的任何调节和碾磨工艺，并且可以用于任何碾磨设备中。应当理解的是，本文所述的组合物和方法的某些参数可以依据面粉所需的性质和/或具体的碾磨设备进行调整，以便在经调节的谷物和面粉中获得这种最佳性质，例如，取决于谷物品种和下游用途。
实例
本披露在以下实例中进一步详细描述，其不意欲以任何方式限制本披露所要求保护的范围。附图旨在被认为是本披露的说明书和描述的组成部分。提供下列实例以说明但不限制所要求保护的披露内容。
实例1
在该实例中，使用两种不同的酶组合物：(i)水解β-葡聚糖和非淀粉多糖(如具有1500-1700AZO BBG U/g的β-葡聚糖酶活性和6200-7580IU/g的纤维素酶活性的里氏木霉发酵产生的阿拉伯糖基木聚糖)的酶组合物(本文称为“纤维素酶/β-葡聚糖酶复合物”)；和(ii)活性为180000单位/g的细菌性木聚糖酶。
用小麦品种KERUBINO进行的试验通过减少的调节时间导致显著更高的提取率。结果如图2所示。
当提取率提高时，重要的是面粉质量不发生显著变化，这样使面粉质量保持不变。有时可以测量出灰分含量稍高，但对表2所示的烘焙性能或面粉颜色没有影响。结果在几个试验中得到证实，并且表1显示了美国硬质小麦的结果。
能源节省
面粉碾磨中产品成本的很大一部分来自高能耗。减少这种能量输入的重要手段是调节谷粒。图3中的两个参比表明能量消耗与谷粒硬度有关；谷粒越软，能耗越低。调节后谷粒更软，因此能量消耗减少。即使减少调节时间，这些酶组合物也显著降低了谷粒的硬度。这些酶的添加可以节省大约5％-20％能量，例如大约10％-20％的能量，另见表1。诸位发明人已经发现存在下边界。如果不损害提取率和面粉质量，碾磨具有低于50NIR的NIR硬度的软质小麦，那么不可能实现显著的能源节省。
这些酶组合物降低了谷粒的硬度和碾磨时谷粒的抵抗力，导致了较少的辊磨损。因此，节省成本的另一个可能性是延长维护周期。
面粉质量
由于添加的酶位于麸的外层和糊粉层之间，这些酶组合物不会显著影响产生的面粉质量。在筛分步骤之后，酶保留在麸皮部分中并与主面粉分离。在生产的面包面粉中不能/不可以测量添加的酶活性。不同大洲上的不同小麦品种的几项试验证实了这一点。表2显示了具有和不具有这些酶组合物的低蛋白阿根廷小麦的面粉分析的实例。所有试验表明添加的酶不会显著改变面粉质量。图4所示的烘焙试验证实了这一点。
表2：低蛋白阿根廷小麦的面粉分析
全麦粉
如前所述，碾磨后酶保留在谷粒的麸皮中。图6显示了酶对全麦粉的影响。使用不同剂量的酶组合物(EDS 358、EDS 359和EDS360)和对照面粉制成全麦三明治面包。左轴上的纵列显示规格体积[ccm/ml]并且右轴上的横列表示静息时间(15分钟，30℃)后的生面团粘性。图6显示了规格体积的显著增加。生面团粘性无显著差异。然而，较高剂量的纤维素酶/β-葡聚糖酶复合物产生稍微更粘的生面团(数据未显示)。
这些酶组合物是所选的木聚糖酶和纤维素酶。木聚糖酶能够裂解麸皮中细胞壁的木聚糖主链，而纤维素酶打开纤维素的晶体结构。两种改变在调节期间都打开了谷粒结构，并且水可以更容易地渗入到谷粒的不同层中。此外，独特的木聚糖酶支持胚乳与糊粉层的分离。结果是淀粉部分和麸皮之间更加清晰的分离，并且没有显著更高的灰分量的情况下提高了提取率。
这些酶组合物是液体且易于使用。这些酶可以通过旁路系统给予到调节水中。实例见图1。可以很容易地将这种旁路安装在任何现有的设备中。
实例2
酶活性测定：
A.细胞壁溶解测定：
在一些实施例中，可以利用下面的测定测量麸皮溶解性。
将麦麸(0.1M)在磷酸氢二钠(0.2M)缓冲液(pH 5.0)中的悬浮液制备为1.33％麸皮(w/w)的浓缩液。将750μl的等分试样在搅拌下从此悬浮液中转移到Eppendorf管中。将各个底物管在40℃下预加热5分钟。向其中添加250μl酶溶液，使得底物的最终浓度为1％。每次测定(0、30、60和240分钟)，从根据本发明的各个酶组合物制备三种稀释液(一式两份)，这三种稀释液具有增加的酶浓度(例如0.33、1.0和3.0μg酶/克麸)。作为空白，使用了酶组合物的经热变性的溶液。通过将这些管转移到设置为95℃的培养箱中，而在给定的时间终止反应。将经热变性的样品保持在4℃直至所有的酶反应终止。当所有的酶反应均被终止时，离心Eppendorph管以获得澄清的上清液。酶溶解麸的能力被表示为还原末端基团的增加(如使用PAHBAH(Lever，1972)所测定的)。
如果所使用的麸含有残留的淀粉，副活性(例如淀粉酶活性)可干扰上述测试，麸溶解测试应该只对经纯化的细胞壁修饰酶(没有淀粉酶活性)进行。
可替代地，可以根据以下方法测量溶解度：
植物材料(例如谷麸)的溶解度可如下测定：通过在有或没有酶的提取缓冲液中悬浮不可溶的植物材料(通常是在缓冲液(w/w)中的10％-25％的麸)，于40℃在搅拌下将所述悬浮液进行孵育，持续一段受控的时间(例如30至1440分钟)。溶解后，通过离心(20分钟，25000x g，室温)将溶解的材料与不可溶的材料分离。通过样品的冻干部分或通过水分分析(水分测定仪，和ML-50，Buch&Holm公司，丹麦)测定上清液中的干物质含量。使用这一方案不能回收所有的提取缓冲液，然而假定的是回收的提取缓冲液与未回收的提取缓冲液中可溶性材料的浓度是相同的，这就是为什么要对总的所使用的提取缓冲液进行校正。测定了可溶性级分中的干物质含量之后，知道了工作中所用的植物材料的量和提取缓冲液的量，可使用下面的等式来确定溶解度。
溶解度＝(((克干物质/ml回收的上清液)x(ml使用的提取缓冲液))x 100％)/克工作中所用的植物材料
B.木聚糖酶测定(内切--1,4-木聚糖酶活性)
在柠檬酸(0.1M)-磷酸氢二钠(0.2M)缓冲液(pH 5.0)中稀释样品，以在此测定中获得大约OD590＝0.7。在40℃将样品的三种不同的稀释液预孵育5分钟。在时间＝5分钟时，将1片木聚糖酶(交联的，经染色的木聚糖底物，梅格泽姆公司(Megazyme)，布雷市(Bray)，爱尔兰)添加到1ml的反应体积中的酶溶液中。在时间＝15分钟时，通过添加10ml的2％TRIS/NaOH(pH 12)来终止反应。使用1000μl的缓冲液代替酶溶液来制备空白。离心(1500xg，10分钟，20℃)反应混合物并且在590nm处测量上清液的OD。一个木聚糖酶单位(XU)被定义为以0.025/分钟增加OD590的木聚糖酶活性。
虽然已经在此示出并描述了本发明的优选实施例，但是对本领域的普通技术人员而言应该显而易见的是这样的实施例仅以举例方式提供。在不偏离本发明的情况下，许多变化、改变和替换将是本领域的技术人员能想到的。应该理解的是，在此说明的本发明的实施例的不同替代方案可以用于实施本发明。预期的是以下权利要求书限定了本发明的范围以及由此覆盖在这些权利要求和它们的等效物的范围内的方法和结构。
序列：
AtuXyn3，塔宾曲霉(SEQ ID NO:1)，302aa：
QASVSIDTKFKAHGKKYLGNIGDQYTLTKNSKTPAIIKADFGALTPENSMKWDATEPSRGQFSFSGSDYLVNFAQSNNKLIRGHTLVWHSQLPSWVQAITDKNTLIEVMKNHITTVMQHYKGKIYAWDVVNEIFNEDGSLRDSVFYQVIGEDYVRIAFETARAADPNAKLYINDYNLDSASYPKLTGMVSHVKKWIEAGIPIDGIGSQTHLSAGGGAGISGALNALAGAGTKEIAVTELDIAGASSTDYVEVVEACLDQPKCIGITVWGVADPDSWRSSSTPLLFDSNYNPKPAYTAIANAL
TerXyn1，Geosmithia emersonii(埃默森篮状菌)(SEQ ID NO:2)：
AGLNTAAKAIGLKYFGTATDNPELSDTAYETQLNNTQDFGQLTPANSMKWDATEPEQNVFTFSAGDQIANLAKANGQMLRCHNLVWYNQLPSWVTSGSWTNETLLAAMKNHITNVVTHYKGQCYAWDVVNEALNDDGTYRSNVFYQYIGEAYIPIAFATAAAADPNAKLYYNDYNIEYPGAKATAAQNLVKLVQSYGARIDGVGLQSHFIVGETPSTSSQQQNMAAFTALGVEVAITELDIRMQLPETEALLTQQATDYQSTVQACANTKGCVGITVWDWTDKYSWVPSTFSGYGDACPWDANYQKKPAYEGILTGLGQTVTSTTYIISPTTSVGTGTTTSSGGSGGTTGVAQHWEQCGGLGWTGPTVCASGYTCTVINEYYSQCL
AtuXyn4，塔宾曲霉(SEQ ID NO:3)：
EPIEPRQASVSIDTKFKAHGKKYLGNIGDQYTLTKNSKTPAIIKADFGALTPENSMKWDATEPSRGQFSFSGSDYLVNFAQSNNKLIRGHTLVWHSQLPSWVQSITDKNTLIEVMKNHITTVMQHYKGKIYAWDVVNEIFNEDGSLRDSVFYKVIGEDYVRIAFETARAADPNAKLYINDYNLDSASYPKLTGMVSHVKKWIAAGIPIDGIGSQTHLSAGGGAGISGALNALAGAGTKEIAVTELDIAGASSTDYVEVVEACLNQPKCIGITVWGVADPDSWRSSSTPLLFDSNYNPKPAYTAIANAL
AacXyn2，棘孢曲霉(SEQ ID NO:4)：
MVGLLSITAALAATVLPNIVSAVGLDQAAVAKGLQYFGTATDNPELTDIPYVTQLNNTADFGQITPGNSMKWDATEPSQGTFTFTKGDVIADLAEGNGQYLRCHTLVWYNQLPSWVTSGTWTNATLTAALKNHITNVVSHYKGKCLHWDVVNEALNDDGTYRTNIFYTTIGEAYIPIAFAAAAAADPDAKLFYNDYNLEYGGAKAASARAIVQLVKNAGAKIDGVGLQAHFSVGTVPSTSSLVSVLQSFTALGVEVAYTEADVRILLPTTATTLAQQSSDFQALVQSCVQTTGCVGFTIWDWTDKYSWVPSTFSGYGAALPWDENLVKKPAYNGLLAGMGVTVTTTTTTTTATATGKTTTTTTGATSTGTTAAHWGQCGGLNWSGPTACATGYTCTYVNDYYSQCL
TreXyn3，里氏木霉(SEQ ID NO:5)：
MKANVILCLLAPLVAALPTETIHLDPELAALRANLTERTADLWDRQASQSIDQLIKRKGKLYFGTATDRGLLQREKNAAIIQADLGQVTPENSMKWQSLENNQGQLNWGDADYLVNFAQQNGKSIRGHTLIWHSQLPAWVNNINNADTLRQVIRTHVSTVVGRYKGKIRAWDVVNEIFNEDGTLRSSVFSRLLGEEFVSIAFRAARDADPSARLYINDYNLDRANYGKVNGLKTYVSKWISQGVPIDGIGSQSHLSGGGGSGTLGALQQLATVPVTELAITELDIQGAPTTDYTQVVQACLSVSKCVGITVWGISDKDSWRASTNPLLFDANFNPKPAYNSIVGILQ
TreXyn5，里氏木霉(SEQ ID NO:6)：
QCIQPGTGYNNGYFYSYWNDGHGGVTYCNGPGGQFSVNWSNSGNFVGGKGWQPGTKNRVINFSGSYNPNGNSYLSVYGWSRNPLIEYYIVENFGTYNPSTGATKLGEVTSDGSVYDIYRTQRVNQPSIIGTATFYQYWSVRRNHRSSGSVNTANHFNAWAQQGLTLGTMDYQIVAVEGYFSSGSASITVSD
BsuXyn3，枯草芽孢杆菌木聚糖酶变体(SEQ ID NO:7)：
ASTDYWQNWTFGGGIVNAVNGSGGNYSVNWSNTGNFVVGKGWTTGSPFRTINYNAGVWAPNGNGYLTLYGWTRSPLIEYYVVDSWGTYRPTGTYKGTVKSDGGTYDIYTTTRYNAPSIDGDDTTFTQYWSVRQSKRPTGSNATITFSNHVNAWKSHGMNLGSNWAYQVMATEGYQSSGSSNVTVW
BsuXyn4，枯草芽孢杆菌木聚糖酶变体(SEQ ID NO:8)：
ASTDYWQNWTDGYGIVNAVNGSGGNYSVNWSNTGNFVVGKGWTTGSPFRTINYNAGVWAPNGNGYLTLYGWTRSPLIEYYVVDSWGTYRPTGTYKGTVYSDGGWYDIYTATRDNAPSIDGDFTTFTQYWSVRQSKRPTGSNATITFSNHVNAWRSHGMDLGSNWAYQVMATEGYLSSGSSNVTVW
Claims (50)
1.一种调节谷粒的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供包含一种或多种β-葡聚糖以及一种或多种阿拉伯糖基木聚糖的谷粒；
b.将水与包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物进行组合以添加到该谷粒中；和
c.在所述一种或多种细胞壁修饰酶的存在下，将该谷粒调节特定的一段时间，以使该谷粒吸收所述水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述谷粒是小麦。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一种或多种细胞壁修饰酶选自由以下各项组成的组：木聚糖酶和纤维素酶，例如纤维二糖水解酶、β-葡糖苷酶、内切-葡聚糖酶和β-葡聚糖酶。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该液体组合物进一步包含一种或多种选自由以下各项组成的组的酶：阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶。
5.根据权利要求3所述的方法，其中该液体组合物进一步包含一种或多种选自由以下各项组成的组的酶：木糖苷酶、膨胀素样蛋白酶和胰蛋白酶样蛋白酶。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述调节进行了超过6小时，例如超过8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38或40小时。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述调节进行了不到40小时，例如不到38、36、34、32、30、28、26、24、22、20、18、16、14、12、10或8小时。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是液体，例如水性配制品。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含酶例如β-葡聚糖酶或纤维素酶的水性配制品，所述酶是木霉属(Trichoderma)，如里氏木霉(Trichoderma reesei)发酵分泌的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种β-葡聚糖酶和/或纤维素酶。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示木聚糖酶活性的酶。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示β-木糖苷酶活性的酶。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示甘露聚糖酶活性的酶。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示阿拉伯呋喃糖苷酶活性的酶。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示α-半乳糖苷酶活性的酶。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示β-葡糖醛酸酶活性的酶。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种展示β-半乳糖苷酶活性的酶。
18.根据权利要求9所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种具有如下氨基酸序列的酶或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自由以下酶组成的组的酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。
19.根据权利要求9所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种酶，该一种或多种酶与选自以下酶的组的酶具有至少80％同一性，所述酶具有以下基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。
20.根据权利要求18至19所述的方法，其中所述组合物包含两种或更多种独立地选择的展示β-葡聚糖酶活性的酶和至少一种展示木聚糖酶活性的酶。
21.根据权利要求18至20所述的方法，其中该一种或多种酶与任何一个氨基酸序列具有至少81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％同一性。
22.根据权利要求9至21所述的方法，其中所述β-葡聚糖酶和所述纤维素酶分别以10000至1000000AZO BBG U/吨谷粒(75000-340000)和100000至10x106IU/吨谷粒(310000-1516000)的量存在。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含酶例如细菌性木聚糖酶的水性配制品，所述酶是由芽孢杆菌属(Bacillus)，如枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)发酵分泌的。
24.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的组合物是包含具有木聚糖酶活性的酶的水性配制品，该具有木聚糖酶活性的酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述组合物包含一种或多种酶，该一种或多种酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
26.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其进一步包含一种或多种β-葡聚糖酶。
27.根据权利要求23至26所述的方法，其中所述木聚糖酶以1x106至100x106单位/吨谷粒(9x106至52x106)的量存在。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法，其中步骤a中的所述组合物进一步包含一种或多种氧化酶。
29.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述添加水包括向该谷物进行喷洒，并且其中在所述喷洒期间添加一次或多次或者不断地添加所述一种或多种细胞壁修饰酶。
30.根据任何前述权利要求所述的方法，其中该谷物达到的水分含量在约12％至约17％之间，并且其中所述水分含量是在12小时或不足12小时内达到的。
31.根据任何前述权利要求所述的方法，其中：
(i)所述谷物具有0.5％-10％W/W的β-葡聚糖；或
(ii)所述谷物具有1％-10％W/W的阿拉伯糖基木聚糖；或
(iii)该谷物中高分子量β-葡聚糖的量降低至少50％；或
(iv)该谷物中高分子量β-葡聚糖的量降低至少80％；或
(v)该谷物中高分子量阿拉伯糖基木聚糖的量降低至少50％；或
(vi)其中该谷物是硬质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-200ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6至12小时；或
(vii)其中该谷物是中等硬质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-200ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6至12小时；或
(viii)其中该谷物是软质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-150ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6至12小时；或
(ix)其中该谷物是软质谷粒，并且在该调节工艺过程中以50-150ppm的浓度添加所述包含一种或多种细胞壁修饰酶的液体组合物持续约6小时或更短时间。
32.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述谷物中的高分子量β葡聚糖的量为150mg/l或更小，但任选地不小于50mg/l，并且所述经调节的谷物中的阿拉伯糖基木聚糖的量为2000mg/l或更小，但任选地不小于1000mg/l。
33.根据任何前述权利要求所述的方法，所述方法包括将水喷洒到所述谷物上，其中在所述喷洒期间一次或多次添加所述一种或多种细胞壁修饰酶，并且其中在所述经调节的谷物中的高分子量β-葡聚糖的量为150mg/l或更小，但任选地不小于50mg/l，并且在所述谷物中的阿拉伯糖基木聚糖的量为2000mg/l或更小，但任选地不小于1000mg/l。
34.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述经调节的谷物中的湿面筋为至少24％、25％、27％、29％、30％、31％或32％。
35.一种从谷粒中提取面粉的方法，该方法包括以下步骤：
a)用根据权利要求1至17中任一项所述的方法调节该谷粒；和
b)碾磨该谷粒，并将面粉与该谷粒的麸皮分离。
36.根据权利要求35所述的方法，其中与没有用所述酶组合物调节的阴性对照谷物相比，该提取率增加了至少约0.5％，例如至少约0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、或2％。
37.一种适于操作根据权利要求1至19中任一项所述的方法的系统，其中在谷粒调节期间将含有一种或多种细胞壁修饰酶的水喷洒至所述谷粒的组合物，所述系统含有剂量系统，该剂量系统用于调整添加到所述含有一种或多种细胞壁修饰酶的水中的所述酶的量。
38.根据权利要求37所述的系统，其进一步包括混合机构。
39.一种包含由木霉属物种发酵获得的表达产物的水性组合物；该表达产物包含β-葡聚糖酶(EC 3.2.1.6)和纤维素酶(EC 3.2.1.4)，其中所述β-葡聚糖酶以1000-2000AZO BBGU/克水性组合物的量存在，并且所述纤维素酶以6000-8000IU/克水性组合物的量存在。
40.根据权利要求39所述的水性组合物，其中所述由木霉属发酵获得的表达产物来自物种里氏木霉。
41.根据权利要求39所述的水性组合物，其中所述组合物包含一种或多种具有如下氨基酸序列的酶或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自下组酶的酶具有至少80％同一性，所述酶具有如下基因库登录号：M16190、M15665、M19373、AB003694、Y11113、Z33381、AY281371、AY281372、AY281373、U09580、AB003110、AY281374、AY281375、AY281377、AY281378、AY281379、X69574、X69573、AB036796、Z69257、Z69256、AY281376、Z69252、AY281369、L25310、Z69253、Z69254、Z69255、Z68706、AJ549427、AJ245918、AY281370、AY281368。
42.根据权利要求39所述的水性组合物，其中所述组合物包含一种或多种酶，该一种或多种酶与选自以下组酶的酶具有至少80％同一性，该组酶具有以下基因座编号(来自genome.jgi-psf.org/Trire2/Trire2.home.html)：ORF_123283、ORF_76210、ORF_55319、ORF_54219、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_123989、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_72567、ORF_122081、ORF_120312、ORF_120312、ORF_123232、ORF_123232、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_49081、ORF_27554、ORF_121127、ORF_121127、ORF_74223、ORF_123818、ORF_111849、ORF_56996、ORF_76672、和ORF_73897。
43.根据权利要求41至42所述的方法，其中所述组合物包含两种或更多种独立地选择的展示β-葡聚糖酶活性的酶和至少一种展示木聚糖酶活性的酶。
44.一种包含木聚糖酶(EC 3.2.1.8)的水性组合物，其中所述木聚糖酶以100000-300000单位/克水性组合物的量存在。
45.根据权利要求44所述的水性组合物，其包含由芽孢杆菌属物种、如物种枯草芽孢杆菌发酵获得的表达产物。
46.根据权利要求44所述的水性组合物，其中所述木聚糖酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1-SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
47.根据权利要求46所述的水性组合物，其中所述组合物包含酶，所述酶包含如下氨基酸序列或其任何功能片段，该氨基酸序列与选自SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:8的氨基酸序列中的任一者具有至少80％同一性。
48.根据权利要求44至47中任一项所述的水性组合物，其进一步包含一种或多种β-葡聚糖酶。
49.根据权利要求37所述的系统或根据权利要求39至48中任一项所述的水性组合物在谷粒调节工艺中的用途。
50.由根据权利要求35所述的方法获得的面粉或谷物麸皮或由面粉或谷物麸皮获得的任何食物产品，如面包产品。
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