專利名稱：：降低食料中的天冬酰胺的方法
技術領域：
：本發明涉及用于降低含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺的方法。本發明也涉及用于降低食物產品中的丙烯酰胺的方法。
背景技術：
：自出現文明以來，含碳水化合物的食物已成為人類飲食中的主要部分。如今，含碳水化合物的食物(如面包、早餐谷類食物、餅干、脆餅、曲奇、炸薯條、熟淀粉質蔬菜、塔可餅餅皮以及點心)被普遍食用。雖然無數年來上述食物已成為人們飲食的一部分，但研究人員近來才發現，許多這些食物中包含丙烯酰胺。2002年4月，瑞典國家食品管理局和斯德哥爾摩大學的研究人員宣布了他們的發現在許多種烹飪的食物中形成了丙烯酰胺，一種可能致癌的化學物質。丙烯酰胺在老鼠體內具有與食物中其它致癌物類似的致癌能力，但對于人類，其在食物中的相對致癌能力還是未知的。對于丙烯酰胺，只有有限的人口資料，并且這些資料不能證明職業性接觸丙烯酰胺有致癌的危險。(FA0/WH0關于食物中丙烯酰胺健康問題的鑒定概要報告；日內瓦，瑞士，2002年6月25至27日。)人們以通常存在于上述食品中的含量食用丙烯酰胺將會對健康產生怎樣的影響(如果有的話)雖然需要進一步研究來確定，但許多消費者對此表示關注。因此需要方法來實現以下目的降低含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺，以及降低含天冬酰胺的食物產品中的丙烯酰胺含量。發明概述在一個方面，本發明提供了用于降低含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺含量的方法，所述方法包括(l)加熱含天冬酰胺的食料；(2)將已加熱的含天冬酰胺的食料冷卻至小于約70'C的溫度；和(3)將降低天冬酰胺的酶添加到已冷卻的含天冬酰胺的食料中。含天冬酰胺的食料中天冬酰胺的含量得以降低。在另一方面，本發明提供了用于降低含天冬酰胺的食物產品中的丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括(l)根據所述方法降低已冷卻的含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺的含量和(2)用已處理的食料來生產食物產品。附圖概述根據附圖可以更充分地理解以下具體實施方式，其中圖1列出了所提出的反應機理，基于此，丙烯酰胺形成于天冬酰胺和羰基源(如葡萄糖)。每個K和R2可以為H、CH3、CH20H、CH2(CH2)nCH3,或任何其它組成還原糖的組分;n為任何小于10的整數；圖2列出了所提出的反應機理，基于此，天冬酰胺酶與天冬酰胺發生反應以阻止丙烯酰胺的形成；和圖3A至3D列出了在薄片制備過程的不同階段馬鈴薯細胞的多個顯微照片。發明詳述如Zyzak等人的美國專利申請序列號2004/0058046Al('046)和Zyzak等人的美國專利申請序列號2004/0101607Al('607)中所詳細公開，天冬酰胺，作為一種幾乎見于所有生命體系的天然存在的氨基酸，在加熱時會形成丙烯酰胺。從而加熱時，食物含天冬酰胺越多，該食物的丙烯酰胺含量往往就越高。在存在還原糖的情況下，加熱含天冬酰胺食料時情況尤其如此。還發現，當食物被烹飪到較低的最終含水量時，生成的丙烯酰胺較多。盡管不旨在受理論的限制，但如'046和'607專利申請中所公開，據信丙烯酰胺通過圖1所列出的反應機理形成于食物產品中。通過在烹飪前將食物中的天冬酰胺除去或轉變為別的物質，可降低已加熱食物中丙烯酰胺的形成。當加熱上述含有減量天冬酰胺的食物時，形成的丙烯酰胺量也減少了。在加熱(例如烹制)前添加可水解天冬酰胺側鏈上的酰胺基的酶，由此可降低存在于成品食物產品中的丙烯酰胺含量。添加此類酶會降解天冬酰胺的側鏈，從而防止天冬酰胺形成丙烯酰胺。在這種情況下，酰胺鍵被水解，并且天冬酰胺被轉變為天冬氨酸。該反應機理列于圖2中。申請人發現，在基于塊莖的食料被加熱之前，天冬酰胺不能離開細胞并且酶也不能進入，因為細胞壁通常較厚且非常難以滲透。如圖3的顯微照片所示，加熱后的馬鈴薯細胞膨脹至其最初尺寸的約10倍。更具體地講，圖3A示出了原始塊莖的細胞。圖3B示出了烹飪和搗碎后的那些相同細胞，而圖3C示出了生面團中的細胞。最后，圖3D圖示說明了成品小吃中的細胞。圖3B和3C圖示說明，溶脹使得細胞壁被拉伸且變得更加可溶脹，從而使得天冬酰胺較自由地流出細胞，而酶可較自由地流入細胞。因此，申請人已發現，在加熱含天冬酰胺的食料之后，添加酶將大大降低天冬酰胺和丙烯酰胺的含量。加熱后，含天冬酰胺的食料通常具有至少70'C的溫度。實驗室實驗表明酶隨著溫度增加而鈍化(變得無活性)。低于約時，這種鈍化相當慢，從而可在合理的食物加工中有效地用于水解天冬酰胺酶。然而，高于約70匸時，酶的鈍化由于溫度而快速增加。由于這種鈍化，食物產品中酶的濃度在添加后降低得非?？?，使得高于約70°C時的任何酶處理遠遠不如低于約70。C時有效。在一定程度上，增加添加到食物中的初始酶濃度會有所幫助，但是其成本會很快變得非常昂貴，并且根據食物產品，如果在該產品中需要較長的酶接觸時間，那么即使增加添加酶的濃度也不可能有效。高于約801C時，酶鈍化如此快速以至于其在任何濃度下也不能有效地水解食物中的天冬酰胺。因此，含天冬酰胺的食料必須在酶添加之前冷卻至小于約的溫度，以確保酶保持其酶活性。申請人已發現用于降低含天冬酰胺的食料中天冬酰胺含量的方法，所述方法包括(l)加熱含天冬酰胺的食料；(2)將已加熱的含天冬酰胺的食料冷卻至小于約70。C的溫度；和(3)將降低天冬酰胺的酶添加到已冷卻的含天冬酰胺的食料中。含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺的含量得以降低。本文所用"含天冬酰胺的食料"是指用于食物產品制備的任何基于塊莖和/或基于根部的可食用物料，包括兩種或兩種以上的含天冬酰胺的食料的混合物。術語含天冬酰胺的食料包括諸如馬鈴薯、小麥、玉米、棵麥、咖啡基產品的可食用物料。事實上，大多數植物包含一些天冬酰胺。在一個實施例中，含天冬酰胺的食料包括馬鈴薯，例如但不限于Norchip、Norgold、RussetBurbank、UdyRosetta、Norkotah、Sebago、Bintje、Aurora、Saturna、Kinnebec、IdahoRusset、Altura、RussetNorkotah、Atlantic、Shepody、Asterix和Mentor。含天冬酰胺的食料(例如馬鈴薯)可去皮、部分去皮或不去皮，并且在加熱之前可以是完整的，或者可切成任意大小的薄片。在一個實施例中，含天冬酰胺的食料被切成具有約6.35mm(1/4英寸)至約12.7mm(1/2英寸)平均厚度的薄片。通常，加熱含天冬酰胺的食料，通過任何熱或其它類型的制備用于加工的食料的烹飪方法予以實施。例如，含天冬酰胺的食物產品可通過浸沒于水中或者暴露于蒸汽中進行烹飪，以膨脹細胞并軟化含天冬酰胺的食料用于搗成泥。此類烹飪溫度可在約70匸至約200'C的任何范圍內。加熱的含天冬酰胺的食料也可被粉碎以生產濕馬鈴薯泥?？赏ㄟ^任何合適的方法將蒸煮的馬鈴薯粉碎，這些方法例如但不限于壓成米糊狀、搗碎、粉碎、或它們的組合。于約70'C的溫度，其中任何一種方法可用于本文。如下文所詳述，此類方法能夠以間歇模式、半連續模式或連續模式進行。在一個實施例中，以間歇法冷卻含天冬酰胺的食料。對于間歇法，含天冬酰胺的食料如下進行冷卻將含天冬酰胺的食料置于罐中，并將其保持在罐內直至其溫度小于約70°C。通常已知，待冷卻的物料越厚，冷卻所用時間將越長。因此，對于確定體積的罐，本領域的技術人員將容易確定將含天冬酰胺的食料冷卻至小于約所需的時間長度。在冷卻過程中，攪拌罐內含天冬酰胺的食料也有助于冷卻。在一個實施例中，通過間歇法的冷卻包括(l)將所述含天冬酰胺的食料置于罐中，和(2)攪拌所述食料。在另一個實施例中，通過連續法冷卻已加熱的含天冬酰胺的食料。在一個實施例中，已加熱的含天冬酰胺的食料通過使其通過外部具有冷卻夾套的管道進行冷卻。除了管道外部的冷卻夾套之外，如果將冷卻管插入到管道內部，含天冬酰胺的食料也會在非常緊湊的熱交換器內極其有效地冷卻至低于約7ox:的溫度。提供的管子越多，管子之間彼此排列就越緊密，食料則冷卻得越快，并且熱交換器也可越緊湊。原因是熱傳遞的傅里葉數與待冷卻的正方形物料的厚度成反比，因此待冷卻物料的厚度越小，則熱傳遞越快。將冷卻管插在熱交換器的內部有效地降低了冷卻表面之間的食料的厚度。然而，存在這樣一個問題其中許多管子添加到管道的內部，使得通過管道的食料(例如馬鈴薯泥)的流量大大降低，并且對于運送食料的常規泵而言，泵送馬鈴薯泥通過管道時的跨管道壓降過大。因此，本領域的技術人員能夠確定管道內部冷卻管和冷卻管的間隔的合適組合，該管道具有流量和跨管道壓降。為最小化壓降而設計的在外部具有冷卻夾套和內部具有冷卻管的合適類型的熱交換器為由Sulzer，Inc.制造的SMR熱交換器。在另一個實施例中，在中空螺桿夾套式冷卻器內冷卻已加熱的含天冬酰胺的食料。合適的中空螺桿夾套式冷卻器的實例包括但不限于Nara槳葉冷卻器和Thermascrew冷卻器。在另一個實施例中，通過刮壁式熱交換器冷卻已加熱的含天冬酰胺的食料，合適的刮壁式熱交換器的實例包括但不限于那些以商標Votator、Contherm和Terlotherm出售的熱交換器。在另一個實施例中，在流化床內冷卻已加熱的含天冬酰胺的食料。這類冷卻器可被構造為用于間歇或連續操作。合適的流化床冷卻器的實例包括但不限于Ventilex流化床冷卻器和BuellMulti-Stage流化床冷卻器。以上詳細討論的方法通常可用于液態或半固態(如泥狀)的含天冬酰胺的食料。然而，申請人還已開發出用于冷卻更適于固態的加熱的含天冬酰胺的食料的方法。在一個實施例中，將已加熱的含天冬酰胺的食料置于傳送帶上，同時在其沿著傳送帶移動時在其上、下和/或周圍向其吹送空氣。該冷卻方法的優點是提供來自空氣的對流性冷卻和來自表面的蒸發性冷卻。由于蒸發性冷卻移除大量熱能，因此這類冷卻效率很高。此外，如果待冷卻的物料厚度較小，則熱傳遞將發生較快，因此將含天冬酰胺的食料以單層置于傳送帶上可使傳送帶長度最小。此類方法可釆用直條傳送帶，或者如果空間有限，可采用多層傳送帶，其中含天冬酰胺的食料沿一層傳輸，然后以Z字形在層與層之間傳送至第二層等。以最小的空間冷卻已加熱的含天冬酰胺食料的有效類型的傳送帶冷卻系統為垂直螺旋冷卻器，如圖4所示。在這類冷卻器中，傳送帶像螺桿的螺紋一樣沿著滾筒向上(或向下)移動，并且當含天冬酰胺的食料沿著傳送帶傳輸時，可在其上、其下和/或周圍向其吹送空氣。用于本發明的垂直螺旋冷卻器的實例由SpiralSystems,Inc.制造。在另一個實施例中，將已加熱的含天冬酰胺的食料置于冷卻水浴中。該冷卻水浴可以是間歇的或連續的。在另一個實施例中，加熱的含天冬酰胺的食物可以通過混合熱物料流與冷卻的物料流進行冷卻。這也可間歇或連續實現。例如，在制作馬鈴薯粒時，將熱的馬鈴薯泥物流典型地混入冷卻的干燥馬鈴薯粒物流中。在該混合過程期間，總的混合物溫度可降至低于70°C。過了該點后，可將酶添加到混合物中。一旦加熱的含天冬酰胺的食料已經冷卻至低于約70'C的溫度，則將降低天冬酰胺的酶添加到冷卻的含天冬酰胺的食料中。如本文所用，"降低天冬酰胺的酶"包括任何能夠降低食物產品中的天冬酰胺含量的酶。在一個實施例中，降低天冬酰胺的酶包含能夠水解游離天冬酰胺的酰胺基以阻止丙烯酰胺形成的酶。在另一個實施例中，所述酶包含具有降低天冬酰胺功能的脫酰胺酶。在另一個實施例中，可用于本文的酶為天冬酰胺酶。天冬酰胺酶的一個來源為Sigma-Aldrich，目錄號#A2925，盡管其它天冬酰胺酶產品也可商購獲得并且適用于本文。天冬酰胺酶可通過涉及微生物的方法來商業化生產，所述微生物在其生長過程中會在它們的細胞中產生天冬酰胺?？捎糜诋a生天冬酰胺酶的典型微生物包括，但不限于大腸桿菌、米曲霉菌和黑曲霉菌。如本文所用，術語"降低天冬酰胺的酶"和"酶"包括一種或多種酶；例如，該術語包括兩種或多種酶的混合物。如本文所用，向含天冬酰胺的食料中"添加"酶包括但不限于任何將含天冬酰胺的食料和酶放在一起的方法。降低天冬酰胺的酶可以以任何適宜形式添加到冷卻的含天冬酰胺的食料中。本領域的技術人員知道多種用于酶的合適形式，其中任何一種可用于本文。在一個實施例中，酶以粉末形式添加。在另一個實施例中，酶以溶液形式添加。本領域的技術人員還知道多種可用于將酶添加到冷卻的含天冬酰胺的食料中的方法，其中任何一種可用于本文。例如，酶可通過下列方法直接或間接添加噴灑、澆注、利用或不利用攪拌器的混合、捏合、噴射或其組合。在一個實施例中，降低天冬酰胺的酶利用在線混合器、螺條攪拌器、雙螺桿攪拌器或其任意組合來添加。合適的在線混合器的實例包括但不限于那些以商標Sulzer、Komax和Jongia出售的攪拌器。在另一個實施例中，降低天冬酰胺的酶利用螺條攪拌器器添加。合適的螺條攪拌器的實例包括但不限于那些以商標Ross和Hayes&Stolz出售的攪拌器。在另一個實施例中，降低天冬酰胺的酶利用螺桿攪拌器添加。螺桿攪拌器可以具有一個螺桿，或優選多個螺桿。合適的螺桿攪拌器的實例包括但不限于那些以商標Prater-Sterling和Readco出售的攪拌器。在一個實施例中，如與本專利申請(P&G檔案號10264P)同日提交、申請人:的共同未決的美國專利申請所詳細公開的，申請人已發現天冬酰胺通過基質的擴散是食料中游離水(非結合水)的強函數。食物中游離水(非結合水)的量通常通過稱為水活度的參數測量。水活度(aj是食料的熱力學性質，其測量食料中的游離水與食料中的水總量的比率。申請人發現，如果食料中的水活度小于約0.85，則降低天冬酰胺的酶效力將非常低。相比之下，如果aw大于約0.85，則降低天冬酰胺的酶將天冬酰胺水解成天冬氨酸的效力大大增加，這又導致已加熱的食物產品中較低的丙烯酰胺含量，該食物產品由處理的食料制成。本領域的技術人員還會認識到，在食料達到小于70X:的溫度后，降低天冬酰胺的酶可以在此后的任何時間添加到含天冬酰胺的食料中。在一個實施例中，在含天冬酰胺的食料在罐內時，將所述降低天冬酰胺的酶添加到該食料上。在另一個實施例中，含天冬酰胺的食料在冷卻器之內時，將所述降低天冬酰胺的酶添加到該食料之上。在另一個實施例中，在含天冬酰胺的食料離開冷卻器之后，將所述降低天冬酰胺的酶添加到該食料上。在另一個實施例中，在含天冬酰胺的食料在冷卻傳送帶上時，將所述降低天冬酰胺的酶添加到該食料上。酶是按照活性單位而不是按照重量或體積來銷售的。因此，要將含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺降低至理想含量，以及降低含天冬酰胺的成品食物產品中的丙烯酰胺舍量，所需酶的有效量將取決于所用具體酶產品的活性(例如，具體酶降解天冬酰胺的能力)。添加酶的量還可取決于含天冬酰胺的食料中存在的天冬酰胺量；食料中的天冬酰胺含量較高，通常需要增加酶含量或增加反應時間，以實現降低相同含量的天冬酰胺和丙烯酰胺的目的。添加酶的量還可取決于要處理的具體的含天冬酰胺的食料(例如化學組成、存在的天冬酰胺量、粒度、水活度、密度、粘度)。本領域的技術人員能夠依據具體的含天冬酰胺的食料、具體的酶、酶的具體活性和所需的結果，確定所需酶的有效量。也可以在酶被提供之前、期間和/或之后混合含天冬酰胺的食料。攪拌含天冬酰胺的食料所需的時間量(如果需要的話)還將取決于多種因素，這些因素包括但不限于所需的天冬酰胺和/或丙烯酰胺的降低量、食料中的天冬酰胺的含量、添加的具體酶和/或添加酶的特性。對于連續系統，借助在線靜態攪拌器、或者在食料的溫度已降至低于約70。C后添加到冷卻器中即可適當地實現此目的，因為冷卻系統典型地包括某種攪拌食物產品的方法。例如，在馬鈴薯粒的情況下，其典型地在搓揉混合器內過程的某一位置處混合，酶可在混合器內顆粒的溫度降至低于約70。C之后的位置添加到顆粒上。對于馬鈴薯粒，與添加到搓搮混合器上組合或者作為另外一種選擇，酶也可以添加到較早提及的冷卻薄片或泥狀產品上。對于間歇系統，酶可借助攪拌器混入，該攪拌器設計用于高粘度物料，其剪切速率低至不破壞含天冬酰胺的食料的細胞。酶的混合也可以在搗碎器內方便地實現。在一個實施例中，將含天冬酰胺的食料混合約1Q秒至約30分鐘。在另一個實施例中，將含天冬酰胺的食料混合約1分鐘。在另一個實施例中，將該介質混合約5分鐘。在另一個實施例中，將含天冬酰胺的食料混合約10分鐘。在另一個實施例中，將含天冬酰胺的食料混合約20分鐘。也可用流化床冷卻器以間歇模式或連續模式冷卻產品，因為流化床冷卻器涉及內部流態化物料的劇烈混合。對于間歇操作，酶可以在產品溫度已降至低于約7(TC的位置之后添加到冷卻器中。對于連續操作，酶可以在產品溫度已降至低于約70。C的位置處添加到冷卻器中。在足以降低食料中的天冬酰胺的含量的條件下，保持含天冬酰胺的食料和降低天冬酰胺的酶在一起所需的時間量將取決于以下因素，包括但不限于含天冬酰胺的食料的水活度和溫度、期望的丙烯酰胺降低含量、添加的具體酶以及添加酶的量。如表1所示，較短的反應時間將通常需要較高量的酶，以達到所期望的含天冬酰胺食料中丙烯酰胺的降低，所述食料如由馬鈴薯片制成的炸薯脆，其中用于制備該薯片的馬鈴薯泥已用天冬酰胺酶處理。此外，如表1所示，使酶反應的時間越長，則天冬酰胺的降低量越大，因此來自食料的食物產品中丙烯酰胺降低的含量也越大。此外，保留時間能夠以任何合適的方式實現，例如，其可與將酶添加到含天冬酰胺的食料中、將酶與含天冬酰胺的食料相混合或其組合同時進行。在一個實施例中，在足以降低含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺含量至理想含量的條件下，使酶與食料保持約5分鐘至約120分鐘。在另一個實施例中，使它們保持至少約10分鐘。在另一個實施例中，使它們保持約40分鐘。在另一個實施例中，使它們保持約60分鐘。在另一個實施例中，使它們保持約80分鐘。在另一個實施例中，使它們保持約100分鐘。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表1劑量和保留時間(用已經天冬酰胺酶處理的馬鈴薯片制成的炸薯脆)天冬酰胺的降低量可通過測量已處理的食料中天冬酰胺的量來確定。本領域的技術人員知道多種測量天冬酰胺降低含量的方法，其中任何一種可用于本文?；趯τ薪档吞於０返拿柑幚砗蜔o此處理的天冬酰胺含量的比較，天冬酰胺的降低量可通過降低的百分數來表征。在一個實施例中，天冬酰胺的降低量為至少約30°/。。在另一個實施例中，天冬酰胺的降低量為至少約50%。在另一個實施例中，天冬酰胺的降低量為至少約70%。在另一個實施例中，使酶反應直至天冬酰胺的降低量為至少約80%。在另一個實施例中，使酶反應直至天冬酰胺的降低量為至少約90%。在另一個實施例中，使酶反應直至天冬酰胺的降低量為至少約95%。在另一個實施例中，天冬酰胺的降低量為至少約99°/。。在已處理的食料中，天冬酰胺的含量已降低至所需量之后，酶可任選地失活和/或從介質中移除?？墒褂萌魏魏线m的失活酶的方法使酶鈍化。例如利用熱、pH調節、用蛋白酶處理、或它們的組合，可使酶鈍化。因此，可通過加熱使酶鈍化，如下文詳述，任選的鈍化步驟和烹飪步驟可同時進行。經由烹飪進行的熱處理也可使酶變性和失活，使得食物不再受持續的酶活性的影響。此外，可使用任何合適的方法除去酶，該方法包括但不限于萃取。Zyzak等人的專利申請'046和'607詳細討論了用于任選地使酶失活和/或從含天冬酰胺的食料中除去酶的不同方法，其中任何一種可用于本文。本發明還涉及用于降低食物產品中丙烯酰胺含量的方法。所述方法包括(1)降低已冷卻的含天冬酰胺的食料中天冬酰胺的含量和(2)用已處理的食料生產食物產品。如本文所用，"食物產品"包括但不限于可以食用的食物和用于制作其它食物的成分的食物。此類產品包括但不限于土豆泥、馬鈴薯小餡餅、馬鈴薯烤餅和馬鈴薯小吃(如炸薯條、壓炸薯條或由馬鈴薯泥制成的其它擠壓形狀、馬鈴薯條和馬鈴薯小吃片)、小麥基產品如面包、脆餅、餅干、曲奇；棵麥基產品如面包、脆餅和酥皮面包、玉米基產品如玉米粉圓餅、未經發酵的玉米片、擠壓玉米基小吃和玉米面包、咖啡以及其中期望降低食物中天冬酰胺含量的任何植物產品。此外，食物產品可為任何適宜形式，包括但不限于泥、薄片、顆粒、薄餅、粉末、或它們的組合。降低含天冬酰胺的食料中天冬酰胺含量的步驟如以上所詳細討論，并且任何此類方法可用于本文。在處理的食料中的天冬酰胺含量已降低至所需量之后，可進行食物產品的生產。本領域的技術人員知道存在多種附加組分，其可在用酶處理之前、期間和/或之后被添加到已處理的食料上，其中任何一種可用于本文。本領域的技術人員還知道多種用于用已處理的食料生產食物產品的方法，其中任何一種可用于本文。已處理的食料能夠以本領域已知的常見方式加熱，例如通過烘烤、油炸、擠壓、烘干(如借助真空烘箱或轉筒干燥器)、膨化或微波以形成含天冬酰胺的食物產品?？捎萌魏芜m宜的方法進行烹飪，例如油炸、烘烤，或油炸或烘烤的組合。而且，成形和烹飪步驟可同時進行，例如擠壓的零食制品。在一個實施例中，將處理過的食料(馬鈴薯泥)干燥成脫水馬鈴薯產品。這些脫水馬鈴薯產品可以是任何形式，例如但不限于薄片、薄餅、顆粒、團塊、薄板、碎片、小片、細粉或微粒。在一個實施例中，可用濕馬鈴薯泥制作擠壓的炸馬鈴薯產品，例如那些在美國專利3，085，020(1963年4月9日公布并授予Backinger等人)中所描述的炸馬鈴薯產品?？刹捎萌魏卫民R鈴薯泥制作上述脫水馬鈴薯制品的合適方法(例如本領域已知的那些方法)并且可使用任何合適的設備。Zyzak等人的專利申請'046和'670詳細公開了用于制作此類脫水馬鈴薯產品的多種方法。這些已經切片并干燥的脫水馬鈴薯產品還可通過將它們粉碎成較小的片來進一步加工。這些較小的片可以為任何所需尺寸?？墒褂萌魏文軐⒌矸酆婉R鈴薯細胞損害減至最小的破碎薄片方法，例如壓碎、磨碎、扎碎、切割或粉碎。例如，可用UrschelLaboratories,Inc.,Valparaiso,Ind.制造的UrschelComitrol來粉碎薄片以使薄片破碎。作為另外一種選擇，馬鈴薯片可保持完整。這些脫水馬鈴薯產品也可用于生產加工小吃品，如加工的薄片。此類加工薄片的實例包括下述專利中描述的那些美國專利3,998,975(1976年12月21日公布并授予Liepa)、美國專利5,464,642(1995年11月7日公布并授予Villagran等人)、美國專利5,464,643(1995年11月7日公布并授予Lodge)和W096/01572(1996年1月25日公布并授予Dawes等人)。脫水馬鈴薯制品還可再水化用于制作含天冬酰胺的食物產品，例如馬鈴薯泥、馬鈴薯餡餅、馬鈴薯薄烤餅和其它馬鈴薯小吃，例如壓炸薯條和馬鈴薯條。例如，可使用脫水馬鈴薯制品制作壓炸馬鈴薯產品，例如描述于美國專利3，085，020(1963年4月9日公布并授予Backinger等人)和美國專利3，987，210(1976年10月18日公布并授予Cremer)中的那些產品。脫水馬鈴薯產品還可用于面包、勾芡肉湯、調味料、嬰兒食品或任何其它合適的基于含天冬酰胺的食料的食物產品中。食物產品中，丙烯酰胺的最終量可因以上列出的多種因素而有所不同。在一個實施例中，食物產品中丙烯酰胺的降低量為至少約10%。在另一個實施例中，丙烯酰胺的降低量為至少約30%。在另一個實施例中，丙烯酰胺的降低量為至少約50%。在另一個實施例中，丙烯酰胺的降低量為至少約70%。在另一個實施例中，丙烯酰胺的降低量為至少約90%。在另一個實施例中，丙烯酰胺的降低量為至少95%。在另一個實施例中，丙烯酰胺的含量降低至少約99%。。食物產品中，丙烯酰胺的最終量還可以用每十億份的份數測量。在一個實施例中，丙烯酰胺的含量降低至小于約100ppb。在另一個實施例中，丙烯酰胺的含量降低至小于50ppb。本領域的技術人員還知道多種用于測量食物產品中丙烯酰胺降低量或丙烯酰胺量的方法，其中任何一種可用于本文。分析方法用于測量食物產品中丙烯酰胺(AA)的方法，以及測定食物產品中天冬酰胺和天冬氨酸的方法詳細地總結于Zyzak等人的美國專利申請2004/0058046A中。實例以下實例旨在示例性說明本發明，而不是對其進行限制。實例1設備MettlerAT250天平，Lab-LineMulU-Blok干式加熱器，加熱部件，具有塑料按蓋的直徑為12ml、20mm、高為47mm的玻璃小瓶，小刮刀，Cole-Parmer進數/倒數定時器，PanasonicNN-S563BF微波爐，Chef，sChoice630型切肉片機，，夢蒸鍋，馬鈴薯搗碎機，Faberware手動攪拌器，具有0mega°/。SC-TT-K-36-36精密細絲熱電偶的PyromationDualJ-T-E-K熱電偶溫度計，以及IKAUltraTurracT18基礎細胞勻漿器。步驟1.制備馬鈴薯泥i.利用切肉片機將三個中等尺寸的RussetBurbank馬鈴薯切成％英寸的薄片(確保所有薄片的均勻厚度)。ii.在蒸汽蒸煮器中蒸薄片20分鐘。in.將蒸煮的馬鈴薯薄片壓成米糊狀，隨后用手動攪拌器攪拌1分鐘。IV.將4克馬鈴薯泥"每個小瓶中并牢固地蓋住每個小瓶。2.將稀釋的天冬酰胺酶添加到馬鈴薯泥介質中i.將裝馬鈴薯泥的小瓶置于千式加熱器中并使其靜置，直至每個小瓶的中心溫度已平衡至期望的反應溫度(如60匸)。該溫度是通過使微熱電偶穿過密封的頂蓋向下插入馬鈴薯泥的中心來測量。ii.將14微升A.oryzae天冬酰胺溶液(6800單位每毫升溶液)和5克蒸餾水添加到20ml燒杯中，制備天冬酰胺酶與水的溶液。將0.5ml以上步驟制備的天冬酰胺酶水溶液置于包含馬鈴薯泥的小瓶中，并使用小刮刀將溶液攪拌到馬鈴薯泥中30秒。在攪拌后，蓋住小瓶，將其放回干式加熱器中，并打開定時器。每個小瓶需要單獨的定時器。iv.使馬鈴薯泥靜置預定的時間量(如2分鐘)。v.在微波爐中加熱馬鈴薯泥樣本(小瓶中)8秒并使其加熱至最多剛剛低于水的沸點。這將^f吏酶鈍化。vi.將小瓶置于冷藏箱(-20X:)中直至準備分析天冬酰胺含量。3.分析方法i.通過根據上述天冬酰胺分析方法添加酸、均勻化并加熱樣本來制備馬鈴薯泥樣本。在樣本制備期間，馬鈴薯細胞破壞成游離天冬酰胺和天冬氨酸。ii.制備4份已知標準的天冬酰胺/天冬氨酸溶液并將內標物添加到所有樣本中。iii.稀釋樣本并用焚光標記物標記天冬酰胺和天冬氨酸。iv.將樣本和標準物裝填到液相色i瞥(LC)上。v.用4份已知標準物制作校準曲線。vi.利用已知標準物的斜率和截距對樣本的原始數據進行標準化。實驗1A進行以上步驟，冷卻馬鈴薯泥至40X:。天冬酰胺濃度對時間數據如下所示。添加天冬酰胺酶溶天冬酰胺酶濃度液至馬鈴薯泥中之(微克每千克馬鈴后的時間(分鐘)薯泥)0279.672180.144129.966126.328106.241085.41天冬酰胺濃度已降低約70%。實驗IB進行以上步驟，冷卻馬鈴薯泥至50C。天冬酰胺濃度對時間數據如下所示。添加天冬酰胺酶溶液至馬鈴天冬酰胺酶濃度(微薯泥中之后的時間(分鐘)克每千克馬鈴薯泥)0422.982198.774174.856136.9310134.2天冬酰胺濃度已降低約70%。實驗1C進行以上步驟，冷卻馬鈴薯泥至60°C。天冬酰胺濃度對時間數據如下所示。添加天冬酰胺酶溶液天冬酖胺酶濃度(微至馬鈴薯泥中之后的克每千克馬鈴薯泥)時間(分鐘)0322.282258.484170.816166.9310166.4天冬酰胺濃度已降低約45%。實例2該實例示出馬鈴薯泥中天冬酰胺的含量降低約65%會導致成品烹飪產品中丙烯酰胺含量的明顯降低。制備馬鈴薯片1.設定常溫浴為60r。2.將3個中等尺寸的RussetBurbank馬鈴薯去皮，并利用切肉片機切成6.35rnm(1/4英寸)的薄片。3.在蒸鍋中蒸馬鈴薯薄片約20分鐘。4.將蒸過的馬鈴薯壓成米糊狀于混合碗中。測量溫度以確保溫度為約60匸。5.在約368g馬鈴薯泥中混入約10g水，時間為一分鐘6.利用手動攪拌器在每368g馬鈴薯泥中混入約10g水加上約15微升A.oryzae天冬酰胺溶液(6800單位每毫升溶液)，時間為一分鐘。測量并記錄溫度。7.蓋住碗，將其置于常溫浴(60'C)中約15分鐘，隨后測量并記錄溫度。8.在烤板上將馬鈴薯泥再次壓成米糊狀并立即在比薩爐中干燥，直至產品水分降低至約7%9.在混合器中研磨干燥產品并過篩至30目。重復以上步驟，不同的是未將天冬酰胺酶添加到馬鈴薯泥中。兩組薄片現在即將制成小吃片，一組用天冬酰胺酶處理而一組不用天冬酰胺酶處理。測量每組馬鈴薯片中的天冬酰胺含量。用馬鈴薯片制作油炸小吃片物料馬鈴薯片、水、其它干燥成分和乳化劑設備帶油的油炸鍋、一次性手套、天平、400ml燒杯、150ml燒杯、小刮刀、食品加工機、一次性盤、鋁箔、壓片輥、切板、卵形切割沖模、油炸鍋模具和紙巾。步驟1.如果油炸鍋內還沒加油，在其內加油介于最小和最大標記之間。用其上的紙巾布置3個一次性盤。2.打開油炸鍋電源開關并將刻度盤設定為360下。3.將4QQml燒杯置于天平上并稱皮重。4.在400ml燒杯中稱出干燥物料(+0.02g)。5.將干燥物料添加到食品加工機上。蓋上蓋子并混合30秒。6.將150ml燒杯置于天平上并稱皮重。7.添加水和乳化劑。8.將含水和乳化劑的燒杯置于微波爐中并加熱32秒。9.干燥成分仍位于加工機內，同時打開定時器和食品加工機。10.通過斜槽向食品加工機添加溫水和乳化劑。11.繼續混合1分鐘，然后停止。12.取下食品加工機的頂蓋，并將柔軟的生面團傾倒在一次性盤上。取出生面團中的刀片放在一邊。用鋁箔覆蓋生面團，并帶至壓片輥。13.將柔軟的生面團傾倒在兩個輥之間并使生面團通過輥以形成薄片。14.折疊薄片，放置在一次性盤上，用鋁箔覆蓋并送至切板。15.用切板上的卵形切割器從薄片上切下20個卵形。將2個置于小拉鎖袋中。(16個卵形用于油炸，因此有2個另外的以防錯誤。)16.用鋁箔覆蓋剩余的卵形并送至油炸鍋。確保此時戴著手套。17.抬起油炸鍋模具的頂部并將一個卵形置于中心。設置定時器為12秒。18.同時啟動定時器，并將卵形的模具下降至油炸鍋的底部。當定時器鳴響時，立即從油中提出模具。使模具在油炸鍋之上側向傾斜以排出大量油，然后將其置于具有紙巾的一次性盤上。19.抬起模具頂部，拿出小的金屬刮刀，并取出油炸薄片。擱置在一個單獨的具有紙巾的一次性盤上。20.重復該步驟以制備至少16個油炸薄片。21.將薄片置于塑料袋中。在袋子上貼上樣品號標簽。22.分析薄片的丙烯酰胺含量。關聯成品薄片中的天冬酰胺降低與丙烯酰胺降低。對照物2850單位天冬酰胺ppm馬鈴薄片中的ppb成成品薄片中成品薄片薯片中的天冬酰胺品薄片的丙烯酰胺中的水分天冬酰胺的降低百中的丙的降低百分百分比分比(%)烯酰胺比(％)("22008.850586701.687570.8265.6%24695.8%1.67S^r千克馬鈴薯固體盡管不受理論的限制，但據猜測隨著天冬酰胺被水解，其生成天冬氨酸，該酸可以(并將)與任何可用還原糖進行美拉德反應的另一種氨基酸。該天冬氨酸變成在油炸期間耗盡馬鈴薯生面團中的還原糖的強勁竟爭者。由于馬鈴薯泥中天冬氨酸與天冬酰胺的比率與由反應前的約1:10變至反應結束時的約2:1，可用的還原糖更有可能在美拉德反應中與天冬氨酸(與天冬酰胺相比)反應。實例3將直徑10.16cm(4英寸)、長60.96cm(2英尺)的SMR熱交換器單元放置在介于馬鈴薯搗碎機和轉筒干燥器之間的調壓管部分內以冷卻馬鈴薯泥。馬鈴薯泥i過混合95'C的水與馬鈴薯片(20kg薄片每80kg水)來制備。流向SMR的最初產品入口溫度為約931C。在一種方法中，馬鈴薯泥流量開始為約17kg/min，接著在15分鐘之后線性降低至8kg/min。在另一種方法中，馬鈴薯泥流量開始為約5kg/min,接著在l5分鐘之后線性降低至8kg/min。SMR熱交換器將馬鈴薯泥的溫度降低為至少約70匸。隨后在馬鈴薯泥冷卻至70"之后將天冬酰胺酶混合到調壓管內的馬鈴薯泥中。接著馬鈴薯泥沿著調壓管傳輸至干燥器以生產具有降低含量的天冬酰胺的處理食料。實例4馬鈴薯薄片在約95匸時以約7000kg/hr的流量從蒸煮器中浮出。薄片的(平均)厚度為0.7cm，且直徑為5cm。將薄片從蒸煮器傾倒在垂直螺旋蒸發冷卻器的傳送帶上，其中空氣在傳送帶之上噴出。冷卻之后，薄片立即被搗成泥，從而消除薄片之內或之間的薄片溫度的任何不均勻。將傳送帶末端的薄片傾倒在用于搗碎器的給料箱中。將天冬酰胺酶溶液噴灑到給料箱中。搗碎器將馬鈴薯搗成泥狀并混合在天冬酰胺酶中。然后馬鈴薯泥沿著調壓管傳輸至干燥器以生產具有降低含量的天冬酰胺的處理的食料。實例5馬鈴薯薄片在約99°C時以約1000kg/hr的流量從蒸煮器中浮出。薄片的(平均)厚度為0.7cm，且直徑為5cm。使薄片通過搗碎機以制備多塊的馬鈴薯泥，隨后將馬鈴薯泥投入到進料至Netzsch螺桿泵的料斗中。Netzsch泵送馬鈴薯泥至TerlothermT2型刮壁式熱交換器的底部入口。馬鈴薯泥在約60TC下離開刮壁式熱交換器的頂部。冷卻的馬鈴薯泥隨后進入Jongia靜態攪拌器，其與大約42kg/hr的天冬酰胺酶溶液在該攪拌器內混合。酶處理的馬鈴薯泥接著進入一定長度的不銹鋼管道，該管道傳輸至轉筒干燥器的分布器。管道的長度和直徑使得馬鈴薯泥由靜態攪拌器的出口傳輸至轉筒干燥器的分布器需要約15分鐘。轉筒干燥器將馬鈴薯泥干燥成含約8%水分的薄片。將薄片剝離轉筒、破碎并輸送至研磨機以降低粒度。來自于該方法的馬鈴薯片用于制備加工的炸薯脆。炸薯脆也可由通過相同的方法(不同的是未添加天冬酰胺酶)制備的馬鈴薯片制成。結果示于下表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>任何文獻的引用均不可理解為對其作為本發明的現有技術的認可。如果本文任何含義或定二發生沖突，則以在本文件中對那條術語指定的含義或定義為準。盡管已用具體實施方案來說明和描迷了本發明，但對于本領域的技術人員顯而易見的是，在不背離本發明的精神和保護范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識地在附加的權利要求書中包括屬于本發明范圍內的所有這些變化和修改。權利要求1.一種降低含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺含量的方法，所述方法包括(1)加熱含天冬酰胺的食料；(2)將所述已加熱的含天冬酰胺的食料冷卻至小于約70℃的溫度；和(3)將降低天冬酰胺的酶添加到所述已冷卻的含天冬酰胺的食料中，其中所述含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺含量被降低。2.如權利要求1所述的方法，其中所述含天冬酰胺的食料包括基于塊莖的食料、基于根部的食料、或它們的組合。3.如權利要求1所述的方法，其中所述含天冬酰胺的食料包括馬鈴薯。4.如權利要求1所述的方法，其中所述含天冬酰胺的食料被加熱至足以促進天冬酰胺和降低天冬酰胺的酶擴散進入和離開食料的溫度。5.如權利要求1所述的方法，其中水活度足以促進天冬酰胺和所述降低天冬酰胺的酶的擴散。6.如權利要求1所述的方法，其中所述含天冬酰胺的食料在將所述降低天冬酰胺的酶添加到所述已冷卻的含天冬酰胺的食料中之前、期間和/或之后混合。7.如權利要求6所述的方法，其中使用在線混合器、螺條攪拌器、雙螺桿攪拌器或它們的任意組合來添加所述降低天冬酰胺的酶。8.如權利要求1所述的方法，其中通過間歇法冷卻所述含天冬酰胺的食料。9.如權利要求8所述的方法，其中所述間歇法包括(l)將所述含天冬酰胺的食料提供于罐中，和(2)攪拌所述含天冬酰胺的食料。10.如權利要求1所述的方法，其中通過連續法冷卻所述含天冬酰胺的食料。11.如權利要求10所述的方法，其中所述連續冷卻法包括通過中空螺桿夾套式水槽冷卻器冷卻所述含天冬酰胺的食料。12.如權利要求11所述的方法，其中將所述降低天冬酰胺的酶添加到在所述冷卻器內的含天冬酰胺的食料中。13.如權利要求11所述的方法，其中在所述食料離開所述冷卻器之后將所述降低天冬酰胺的酶添加到所述含天冬酰胺的食料中。14.如權利要求10所述的方法，其中所述連續冷卻法包括通過流化床冷卻器冷卻所述含天冬酰胺的食料。15.如權利要求10所述的方法，其中所述連續冷卻法包括在刮壁式熱交換器內冷卻所述含天冬酰胺的食料。16.如權利要求15所述的方法，其中在所述食料離開所述刮壁式熱交換器之后將所述降低天冬酰胺的酶添加到所述含天冬酰胺的食料中。17.如權利要求15所迷的方法，其中在所述食料離開所述冷卻器之前將所述降低天冬酰胺的酶添加到所述含天冬酰胺的食料中。18.如權利要求10所述的方法，其中所述連續法包括將所述含天冬酰胺的食料泵送通過管道。19.如權利要求18所述的方法，其中在所述管道的外部提供冷卻夾套，并且在所述管道的內部提供冷卻管。20.如權利要求10所述的方法，其中所述連續系統包括(l)將所述含天冬酰胺的食料放置在傳送帶上，和(2)當所述含天冬酰胺的食料沿著所述傳送帶移動時向其吹送空氣。21.如權利要求20所述的方法，其中在所述含天冬酰胺的食料之上、之下和/或周圍吹送所述空氣。22.如權利要求1所述的方法，其中所述降低天冬酰胺的酶與所述冷卻的含天冬酰胺的食料保持約5至約120分鐘。23.如權利要求1所述的方法，其中所述天冬酰胺的含量降低了至少80%。24.—種降低食物產品中的丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括(l)根據權利要求1所述的方法降低冷卻的含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺的含量；和(2)由所述已處理的食料來生產食物產品。25.如權利要求24所述的方法，其中所述丙烯酰胺的含量被降低至小于約100ppm。26.如權利要求24所述的方法，其中所述丙烯酰胺的含量被降低至小于約50ppm。全文摘要本發明提供了用于降低含天冬酰胺的食料中的天冬酰胺含量的方法，所述方法包括(1)加熱含天冬酰胺的食料；(2)將已加熱的含天冬酰胺的食料冷卻至小于約70℃的溫度；和(3)將降低天冬酰胺的酶添加到已冷卻的含天冬酰胺的食料中。本發明還提供了用于降低含天冬酰胺的食物產品中的丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括(1)將降低天冬酰胺的酶添加至冷卻的含天冬酰胺的食料中；和(2)用已處理的食料來生產食物產品。文檔編號A23L1/18GK101365341SQ200780001947公開日2009年2月11日申請日期2007年1月5日優先權日2006年1月5日發明者P·J·克里甘申請人:寶潔公司