CN1681398A - 减少食物中丙烯酰胺的方法,含有减量丙烯酰胺的食物,以及商业制品 - Google Patents

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Abstract

用于减少食品中丙烯酰胺的方法，含有减量丙烯酰胺的食品，以及商业制品。在一个方面，该方法包括，在最终加热(例如烹制)前，减少食品原料中天冬酰胺的含量。在另一个方面，该方法包括，向食品原料中加入能够水解游离天冬酰胺的酰胺基的酶。在另一个方面，商业制品还告知消费者，食品含有减量或少量的丙烯酰胺或天冬酰胺。

Description

减少食物中丙烯酰胺的方法，含有减量丙烯酰胺的食物， 以及商业制品
发明领域
本发明涉及食品中丙烯酰胺含量的降低，并涉及含有减量丙烯酰胺的食品。本发明还涉及商业制品。
发明背景
自出现文明以来，含碳水化合物的食物已成为人们饮食中的主要部分。如今，含碳水化合物的食物(如面包、早餐谷类、点心、饼干、曲奇、炸薯条、熟淀粉质蔬菜、塔可饼饼皮以及零食)被普遍地食用。虽然无数年来，上述食物已成为人们饮食的一部分，但研究人员近来才发现，许多这些食物中包含丙烯酰胺。
2002年4月，瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学的研究人员宣布了他们的发现：在许多种烹制的食物中产生了丙烯酰胺，一种可能致癌的化合物。丙烯酰胺在老鼠体内具有与食物中其它致癌物类似的致癌能力，但对于人类，其在食物中的相对致癌能力还是未知的。对于丙烯酰胺，只有有限的人口资料，并且这些资料不能证明职业性接触丙烯酰胺有致癌的危险。(FAO/WHO关于食物中丙烯酰胺健康问题的鉴定：概要报告；日内瓦，瑞士，2002年6月25至27日)
虽然需要进一步研究以确定，人们以通常存在于上述食物中的含量食用丙烯酰胺可产生怎样的健康影响(若存在的话)，但许多消费者对此表示关注。因此，本发明旨在提供降低食物中丙烯酰胺含量的方法。本发明还旨在提供含有减量丙烯酰胺的食品。进一步讲，本发明旨在提供一种商业制品，该制品告知消费者，食品含有减量或少量的丙烯酰胺。
发明概述
在一个方面，本发明提供了降低食品中丙烯酰胺含量的方法。在一个实施方案中，该方法包括，在加热前，向食品原料中加入天冬酰胺还原酶。
在另一个方面，本发明提供了降低食品原料中天冬酰胺含量的方法。在一个实施方案中，该方法包括，在加热前，向食品原料中加入天冬酰胺还原酶。
在另一个方面，本发明提供了含有减量丙烯酰胺的食品。
在另一个方面，本发明还提供了一种商业制品，该制品告知消费者，食品含有减量或少量的丙烯酰胺或天冬酰胺。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。
附图简述
图1.图1列出了所提出的反应机理，根据该机理，丙烯酰胺形成于天冬酰胺和羰基源(如葡萄糖)。R1和R2可以是H、CH3、CH2OH、CH2(CH2)nCH3，或任何其它组成还原糖的组分；n可以是任何小于10的整数。
图2.图2列出了所提出的反应机理，根据该机理，天冬酰胺酶与天冬酰胺反应以阻止丙烯酰胺的形成。
图3.图3列出了天冬酰胺和天冬氨酸LC分析的样本色谱图。x轴表示保留时间，而y轴表示响应。
发明详述
申请者已发现，加热时，天冬酰胺(存在于几乎所有生物***中的天然存在的氨基酸)可产生丙烯酰胺。从而，加热时，含天冬酰胺越多的食物趋于包含越高含量的丙烯酰胺；当在存在还原糖的情况下加热含天冬酰胺食物时尤其如此。还已发现，当食物被烹制到较低的最终含水量时，生成的丙烯酰胺较多。
不受理论的限制，据信通过图1中所列的反应机理，可在食品中产生丙烯酰胺。据信游离天冬酰胺的α-氨基与羰基源反应，形成席夫碱。加热条件下，该席夫碱加合物脱去羧基，形成产物，该产物可以：(1)水解形成β-丙氨酸酰胺(加热条件下该化合物可进一步降解形成丙烯酰胺)，或(2)分解形成丙烯酰胺和相应的亚胺。(申请者已发现，环状前体的原子包含丙烯酰胺中的碳原子和氮原子)。
从而，申请者已进一步发现，通过在烹制前将食物中的天冬酰胺除去或转变为别的物质可减少加热食物中丙烯酰胺的形成。当加热含有减量天冬酰胺的上述食物时，形成的丙烯酰胺量也减少了。
申请者已发现，在加热(例如烹制)食物前，加入可将天冬酰胺侧链上的酰胺基水解的酶，能够降低最终食品中丙烯酰胺的含量。不受理论的限制，据信加入上述酶可使天冬酰胺的侧链降解，从而阻止天冬酰胺形成丙烯酰胺。在这种情况下，酰胺键被水解，并且天冬酰胺被转变为天冬氨酸。该反应机理列于图2中。
用于本文方法中的优选酶包括，但不限于，天冬酰胺酶。然而，任何能够水解游离天冬酰胺的酰胺基以阻止形成丙烯酰胺的酶均在本
发明的范围内。
在食品加工中使用酶的优点有许多。这些优点包括：(a)它们是天然、无毒的物质；(b)它们通常催化指定的反应，而不会产生无需的副反应；(c)在非常温和的温度和pH值条件下，它们具有活性；(d)在低浓度下，它们具有活性；(e)通过调节温度、pH值和所用酶的量，可控制反应速率；以及(f)在反应进行到所需程度后，它们可被失活。(Food Chemistry，第4版，Owen R.Fennema编辑，Marcel Dekker，Inc.，New York，1985年，第427、433页。)
A. 减少食品中丙烯酰胺的方法
在一个方面，本发明提供了减少食品中丙烯酰胺的方法。在一个实施方案中，该方法包括，在最终加热(例如烹制)前，降低食品原料中天冬酰胺的含量。在另一个方面，该方法包括，向食品原料中加入能够水解游离天冬酰胺的酰胺基的酶。优选的酶是天冬酰胺酶。
在另一个方面，本发明提供了减少食品中天冬酰胺的方法。在一个实施方案中，该方法包括向食品原料中加入能够水解游离天冬酰胺的酰胺基的酶。优选的酶是天冬酰胺酶。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了减少食物中丙烯酰胺含量的方法，该方法包括：
(1)  向食品原料中加入天冬酰胺还原酶，其中所述食品原料含天冬酰胺；
(2)  非必需地将酶和食品原料混合；
(3)  给予充分的时间，使酶与天冬酰胺反应；
(4)  非必需地将酶钝化或非必需地将酶除去；和
(5)  加热食品原料形成最终食品。
1. 向食品原料中加入天冬酰胺还原酶，其中所述食品原料包含 天冬酰胺
本文所用术语“天冬酰胺还原酶”包括任何能够降低食品中天冬酰胺含量的酶。在一个实施方案中，该天冬酰胺还原酶是能够使游离天冬酰胺的酰胺基水解的酶。用于本文的优选酶是天冬酰胺酶。天冬酰胺酶的优选来源是Sigma-Aldrich，目录号#A2925。
本文所用术语“天冬酰胺还原酶”和“酶”包括一种或多种酶；例如，该术语包括两种或多种酶的混合物。例如，具有天冬酰胺还原功能的脱酰氨基酶包括于该术语中。
本文所用术语“食品原料”包括，但不限于，食物制作中所用的任何可食用物质，包括两种或多种食物的混合物。“食品原料”包括任何种类的含天冬酰胺食物、食品、食品成分、或它们的混合物。食品原料可以为任何合适的形式，包括未加工或预处理的形式。预处理食品原料的合适方法包括，但不限于，热烫、蒸、煮、切碎、浸渍、粉碎、减小粒径、加热干燥、以及它们的组合。
可将酶以任何合适的形式加入到食品原料中。例如，可将酶以粉末或溶液的形式加入。此外，可将酶以任何合适的方式加入到食品原料中，如直接加入(例如，淋洒、倾倒或喷射在食品原料上)或间接加入。在一个实施方案中，将酶与不含天冬酰胺的食物混合，然后将所得混合物加入到含天冬酰胺的食物中。在另一个实施方案中，将至少一部分天冬酰胺从食品原料中提取出来，所得提取物用酶处理，然后将至少一部分提取物加回到至少一部分食品原料中；例如，可将该酶加入到流液中，或将流液经由固定酶床或固定酶柱(在柱中，酶被吸附或化学键合在基质上，优选为惰性基质，如塑料片或小珠)抽出。本文所用的向食品原料中“加入”酶包括，但不限于，任何将天冬酰胺和酶放在一起的方法。
可在本方法任何合适的步骤里，将酶加入到食品原料中。例如，可在生面团混合过程中，将酶和其它成分一起加入。在一个实施方案中，可在浸渍前、浸渍中或浸渍后，将酶加入到食品原料中。在另一个实施方案中，加入酶之前，将食品原料浸泡于水中。
酶是按照活性单位来销售的，而不是按照重量或体积。因此，获得期望的最终食品丙烯酰胺减少量所需酶的有效量将取决于所用具体酶产品的活性。
加入酶的量取决于天冬酰胺的减少量，以及由此所期望的丙烯酰胺的减少量。加入酶的量还取决于食品原料中含有的天冬酰胺量；含有较多天冬酰胺的食品原料，通常需要增加酶的量或增加反应时间，以达到相同的丙烯酰胺的减少量。加入酶的量还取决于所用的具体酶(例如，具体的酶降解天冬酰胺的能力)和所处理的具体食品原料。本领域的技术人员将能够依据具体的食品原料、具体的酶、酶的具体活性和期望的结果，决定酶的有效量。
2. 非必需地将酶和食品原料混合
非必需但优选地，将酶与食品原料充分混合。可使用任何合适的混合方法。在一个实施方案中，混合与浸渍食品原料和加入酶同时进行。在另一个实施方案中，在加入到食品原料中之前，将酶溶于水中。
3. 给予充分的时间，使酶与天冬酰胺反应
酶与天冬酰胺反应所需的时间取决于下列因素，包括，但不限于，所期望的丙烯酰胺减少量、具体食品原料的性质(如化学组成、天冬酰胺的含量、粒径)以及加入的具体酶。优选地，使酶反应充分的时间以得到这样的食品原料：其中天冬酰胺的含量已降低了至少约10％、优选至少约30％、更优选至少约50％、还更优选至少约70％、甚至更优选至少约90％。通常，让酶反应的时间越长，天冬酰胺减少的量越大，因而丙烯酰胺减少的量越大。给予充分的时间使酶反应的步骤可以任何合适的方式进行；例如，该步骤可与将酶加入到食品原料中、酶与食品原料混合，或它们的组合同时进行。
如本领域所知，pH值和温度是影响酶活性的因素。本领域的技术人员应易于确定这些和其它参数(如含水量)的最佳条件。此外，具体酶的最佳pH值和温度条件典型地在文献中和/或酶供应商处获得。
4. 非必需地将酶钝化或非必需地将酶除去
在酶已反应至所需程度后，非必需地使其钝化，或从食品原料中除去。当使用可安全食用的酶(如天然存在和存在于普通食物中)时，可选择不将酶钝化或除去。可供选择地，可使用任何合适的钝化酶方法使酶失活。例如，通过利用热、pH调节、用蛋白酶处理，或它们的组合，可使酶失活。而且，可使用任何合适的方法将酶从食品原料中除去，该方法包括但不限于提取。酶可被钝化、除去，或进行钝化和除去的组合。
5. 加热食品原料形成最终的食品
然后可以通常的方式加热食品原料，如烘烤、油炸、挤压、烘干(如，借助真空烘箱或滚筒式干燥器)、膨化或微波。在加热步骤中，可将至少一部分酶加入到食品原料中。可通过加热使酶失活，从而任选的失活步骤和烹制步骤可同时进行。经由烹制进行的加热处理可使酶变性和钝化，使得食品原料不再具有持续的酶活性。而且，在加热步骤中，给予至少一部分时间，使酶进行反应。
本文所用术语“最终食品”或“食品”包括，但不限于，可以食用的食物和用作制作其它食物的成分的食物。
优选地，最终食品中丙烯酰胺的含量降低了至少约10％、优选至少约30％、更优选至少约50％、还更优选至少约70％、且甚至更优选至少约90％。
B. 实施方法的方式
可以任何合适的方式来实施本发明。例如，可以分批、半分批或连续的方式来实施本发明的方法。
C. 含有减量丙烯酰胺的食品
依照本文方法制作的食品可具有的丙烯酰胺减小量为至少约10％、优选至少约30％、更优选至少约50％、还更优选至少约70％、且甚至更优选至少约90％。
本文的方法可被应用于生产任何合适的食品，包括，但不限于，制作时加热的含碳水化合物食物，尤其是低水分食物(如少于约10％)。例如，可使用该方法降低存在于土豆泥、薯片、加工零食、炸薯条、早餐谷类、面包、曲奇、饼干、焗蛋糕、比萨饼皮、咸脆卷饼、薯饼、薯丝球、玉米粉圆饼和塔可饼饼皮中的丙烯酰胺含量。
在一个实施方案中，油炸加工薯条的丙烯酰胺含量小于约400ppb、优选小于约300ppb、更优选小于约200ppb、还更优选小于约50ppb、且甚至更优选小于约10ppb。
在另一个实施方案中，由切削土豆制成的炸薯条的丙烯酰胺含量小于约40ppb、优选小于约30ppb、更优选小于约20ppb、且最优选小于约10ppb。
在另一个实施方案中，墨西哥玉米片和玉米片的丙烯酰胺含量小于约75ppb、优选小于约50ppb、且更优选小于约10ppb。
虽然本文的方法通常是用优选的土豆食品和墨西哥玉米片来描述，但本领域的技术人员应该知道，本文的方法可应用于任何合适的食品。非限制性实施例包括饼干、面包(如黑麦、小麦、燕麦、土豆、白色全谷物制品、杂面粉、大麦饼，麻花状面包、小圆面包、卷状面包、比塔饼、无酵饼、意大利香草面包、烤脆的面包片、双烤面包片、油煎面包块、软松饼、软和硬面包棒、加热即食型面包)、焗蛋糕、曲奇、丹麦酥皮饼、羊角面包、果馅饼、派皮、馅饼皮、松饼、巧克力蛋糕、长方形蛋糕、油炸圈饼、点心(如椒盐卷饼、墨西哥玉米片、玉米片、薯片、加工零食、加工薯条、挤制点心、挤制填充点心、随身干粮、格兰诺拉麦片、什锦点心、油炸土豆丝)、面粉、玉米粉、玉米粥、混合料(如蛋糕混合料、饼干混合料、核仁巧克力饼混合料、面包混合料、薄烤饼混合料、薄煎饼混合料、奶油面糊混合料、比萨饼面团)，冷冻生面团(如饼干、面包、面包棒、羊角面包、餐包、比萨饼面团、曲奇、丹麦酥皮饼、巧克力蛋糕、派皮)、冷冻食品(如派皮、馅饼、果馅饼、卷饼、比萨饼、食物的皮、蛋糕、薯条、薯饼、涂面包屑后烹制的食品如鸡和鱼、涂面包屑后烹制的蔬菜)、百吉饼、谷类早餐、点心、薯条、蔬菜(如干燥的、烤的、烘的、煎的、炸的、真空干燥的)、塔可饼饼皮、薯饼、土豆泥、烤面包片、烤三明治、面粉和玉米粉圆饼、薄煎饼、薄烤饼、蛋奶烘饼、奶油面糊、比萨饼皮、稻米、草本植物、香料、坚果、基于坚果的食物(如花生酱、含有切碎坚果的食物)、水果(如干燥的、烤的、烘的、煎的、炸的、真空干燥的、烘焙的、果子冻、馅饼夹心、烧过的、葡萄干)、油炸煎果、酒精饮料(如啤酒和麦芽酒)、含有炒可可豆的食品(如可可粉、巧克力、糖衣、热巧克力、热巧克力混料、块状糖)以及动物食品(如狗饲料、猫饲料、雪貂饲料、豚鼠饲料、沙鼠饲料、仓鼠饲料、鸟饲料、骆驼饲料、鸵鸟饲料、鸸鹋饲料、牛饲料、鹿饲料、麋鹿饲料、水牛饲料、兔饲料、鼠饲料、鼠饲料、鸡饲料、火鸡饲料、猪饲料、马饲料、山羊饲料、绵羊饲料、猴子饲料、鱼饲料)。
1. 脱水土豆产品
本发明可用于制作含有减量丙烯酰胺的脱水土豆产品。下面将阐述制作上述脱水土豆产品的优选方法，但本发明不限于这个具体的实施方案。虽然下面详细阐述的这个实施方案描述了酶在煮熟的土豆被粉碎之前加入，但应当理解酶可以在任何适于制作脱水土豆产品方法的任何合适步骤中加入。例如，可以在烹制前、烹制后、粉碎前、粉碎后，或制成最终脱水土豆产品之前的任何其它合适加工步骤中，将酶加入土豆中。而且，其它实施方案的非限制性实施例可包括：(a)将酶加入到未加工的土豆中，然后进行常规脱水土豆加工，(b)将酶加入到未加工的土豆中，然后切成条或薄薄地切成片，然后进行常规加工，(c)将酶加入到未加工的土豆中，然后切成条或薄薄地切成片，然后热烫，随后进行常规加工，(d)将酶加入到热烫过的切成条或薄薄地切成片的土豆中，然后进行常规加工，或(e)任何其它合适的加入酶的方法。本文方法还可与本领域已知的任何适于制作脱水土豆产品的方法一起实施，如阐述于“Potato Processing”，第4版，Talburt和Smith编辑，AVI Books，Van Nostrand Reinhold Co.，New York，1987年，[下文中为“Potato Processing”])第535页至646页的那些。
在优选的实施方案中，可依照下列方法制作脱水土豆产品，如土豆片、土豆饼或土豆粒。通常，该方法包括：(1)蒸煮土豆；(2)将天冬酰胺还原酶加入煮熟的土豆中；(3)形成湿土豆泥；和(4)将土豆泥干燥形成脱水土豆产品。
可使用任何合适的土豆(如用于制作常规的土豆片、土豆饼或土豆粒的那些)来制作本文的脱水土豆产品。优选地，可采用，如，但不限于，Norchip、Norgold、Russet Burbank、Lady Rosetta、Norkotah、Sebago、Bintje、Aurora、Saturna、Kinnebec、Idaho Russet、Altura、Russet Norkotah、Atlantic、Shepody、Asterix和Mentor等品种的土豆来制作脱水土豆产品。。
含有小于约5％还原糖(以脱水土豆为基准计算)、优选小于约3％、且更优选小于约2％的土豆为优选的。例如，含有低含量还原糖(即＜1.5％)的土豆尤其优选用于油炸土豆零食。
将土豆经过蒸煮使其软化以便捣烂。土豆可削皮、局部削皮或不削皮。蒸煮前土豆可以是完整的，或可切成任意大小的薄片。蒸煮操作可以是将土豆软化以将其捣成泥的任何加热或其它类型的烹饪方法。例如，可通过将土豆浸没在水或蒸汽中来蒸煮。
例如，典型地，平均厚度为约3/8英寸至约1/2英寸的土豆片可用温度为约93℃(200°F)至约121℃(250°F)的蒸汽蒸煮约12至约45分钟，更具体地讲约14至约18分钟。典型地，切成丝状的土豆条可用温度为约93℃(200°F)至约121℃(250°F)的蒸汽蒸煮7至约18分钟，更具体地讲为约9至约12分钟，以达到所需的硬度。
接着，将有效量的酶(优选天冬酰胺酶)加入到煮熟的土豆中。依照欲使用的天冬酰胺还原酶的作用温度范围，在加入酶之前，煮熟的土豆需要温度调节。然后，将煮熟的土豆粉碎形成湿土豆泥。可通过任何合适的方法将煮熟的土豆粉碎，这些方法例如，但不限于，碾成米粒状、捣碎、粉碎，或它们的组合。
可将任选成分加入并混入湿土豆泥中。上述任选成分可包括淀粉。淀粉可包括，但不限于，任何合适的天然淀粉或改性淀粉，包括加入到或加回到土豆泥中的任何干土豆产品。还非必需地向湿土豆泥中加入乳化剂作为加工助剂。
形成土豆泥后，可如下所述进一步将其干燥和加工形成脱水土豆产品。可供选择地，湿土豆泥可用于制作这些产品：例如，但不限于，土豆泥、土豆小馅饼、土豆烤饼和土豆零食(如压炸薯条、土豆条和薯片)。
例如，可使用湿土豆泥来制作压炸薯条，如1963年4月9日公布的授予Backinger等人的美国专利3,085,020中所描述的那些。
形成土豆泥后，将土豆泥干燥形成脱水土豆产品。这些脱水土豆产品可以呈任何形式，例如，但不限于，小薄片、饼状、颗粒、团块、薄片、碎片、小片、细粉或微粒。
可采用任何利用土豆泥制作上述脱水土豆产品的合适方法(例如本领域已知的那些方法)并且可使用任何合适的设备。例如，可依据已知方法将土豆泥干燥制成片状，该已知方法例如下述专利中所述的那些方法：2000年5月23日公布的授予Villagran等人的美国专利6,066,353、以及1956年8月19日公布的授予Cording等人的美国专利2,759,832、和1957年2月5日公布的Willard等人的美国专利2,780,552。可依据2001年9月11日公布的授予Villagran等人的美国专利6,287,622中所阐述的方法，将土豆泥干燥制成饼状。依据描述于1975年11月4日公布的授予Purves等人的美国专利3,917,866中的方法，或其它已知的方法(如1949年12月6日公布的授予Greene等人的美国专利2,490,431中所述的那些)，通过加工土豆泥可制成粒状。合适的干燥器可选自那些熟知的干燥装置，包括但不限于，流化床干燥器、刮壁热交换器、滚筒式干燥器、冷冻干燥器和气升干燥器等。
优选的干燥方法包括那些降低总热量输入的方法。例如，当制作脱水土豆片时，冷冻干燥、滚筒式干燥、共振或脉冲式流动干燥、红外干燥或它们的组合是优选的；当制作脱水土豆粒时，气升干燥、流化床干燥或它们的组合是优选的。
虽然本文的脱水土豆产品主要用土豆片来描述，但是对于本领域技术人员显而易见的是，本发明的土豆泥可被脱水制成任何所需的源自土豆泥的脱水土豆产品。
滚筒式干燥(例如使用通常用于土豆产品工业的滚筒式干燥器)是将土豆泥干燥形成薄片的优选方法。优选的方法使用单滚筒干燥器，其中将湿土豆泥以薄片状涂抹在滚筒上，薄片的厚度为约0.127mm(0.005″)至约2.54mm(0.1″)、优选约0.127mm(0.005″)至约1.27mm(0.05″)、更优选约0.254mm(0.01″)。典型地，当使用滚筒式干燥器时，通过传送手段将土豆泥加至滚筒的上表面上。小直径未加热的轧辊逐渐地将新鲜的土豆泥涂敷在已经在滚筒上的部分上，由此形成具有预定厚度的片或层。小轧辊的圆周速度与滚筒的圆周速度相同。土豆泥层沿着滚筒的一部分圆周转动后，刮片将干燥的薄片从滚筒上剥落从而取下干燥的薄片。典型地，滚筒式干燥器自身被包含在滚筒内压力为约70磅/平方英寸至约140磅/平方英寸的加压蒸汽加热至约121℃(250°F)至约191℃(375°F)、优选约154℃(310°F)至约177℃(350°F)、且更优选约160℃(320°F)至约167℃(333°F)的温度。为获得最佳结果，适当控制干燥器滚筒的转速及其内部温度，以便获得水分含量为约5％至约14％、优选约5％至约12％的最终产品。典型地，约9秒/转至约25秒/转、优选约11秒/转至约20秒/转的转速是足够的。
一旦湿土豆泥被制成薄片并干燥后，即可将所得土豆片的干燥薄片破碎成较小的片(如果需要的话)。这些较小的片可以为任何所需尺寸。可使用任何能将淀粉和土豆细胞损害减至最小的破碎薄片方法，例如压碎、磨碎、扎碎、切割或粉碎。例如，可用UrschelLaboratories，Inc.(Valparaiso，Indiana)生产的UrschelComitrolTM粉碎薄片以使薄片破碎。可供选择地，这片土豆片可保持完整。如本文所用，完整一张土豆片和较小的片状部分都包括在术语“土豆片”中。
2. 由脱水土豆产品制得的食物
减少天冬酰胺的脱水土豆产品可用于制作任何合适的食品。脱水土豆产品尤其优选的用途是制作由生面团制成的加工零食，优选加工薯片。上述加工薯片的实施例包括：描述于1976年12月21日公布的授予Liepa的美国专利3,998,975、1995年11月7日公布的授予Villagran等人的美国专利5,464,642、1995年11月7日公布的授予Lodge的美国专利5,464,643和1996年1月25日公布的授予Dawes等人的WO 96/01572中的那些。
还可将附加的酶加入到生面团成分中。在一个实施方案中，可用下列方法制作加工零食，该方法包括：
(1)向生面团中加入天冬酰胺还原酶；
(2)由生面团制成点心坯；和
(3)烹制点心坯，制成加工零食。
可用任何合适的方法进行烹制，例如油炸、烘烤，或油炸和烘烤的组合。而且，成形和烹制步骤可同时进行，例如挤压的零食制品。
在另一个实施方案中，可用下列方法制作加工零食，该方法包括：
(1)混合干成分；
(2)非必需地，向干成分中加入乳化剂；
(3)加水；
(4)混合形成生面团；
(5)制成面片；
(6)由面片制成点心坯；和
(7)烹制点心坯，制成加工零食。
可在该方法的任何合适步骤中加入酶，例如，可在混合、非必需地，加入乳化剂、加入水、混合和/或成形步骤中加入酶。可供选择地，可将酶(优选以溶液的形式)涂抹到面团表面；这可在由面片制成点心坯之前或之后进行。在一个实施方案中，将酶溶液加到面片的表面上。
脱水土豆产品还可再水化，并用于制作食品，例如土豆泥、土豆馅饼、土豆薄烤饼和其它土豆点心，例如压炸薯条和薯条。例如，可使用脱水土豆产品制作压炸土豆产品，例如描述于1963年4月9日公布的授予Backinger等人的美国专利3,085,020和1976年10月18日公布的授予Cremer的美国专利3,987,210中的那些。脱水土豆产品还可用于面包、勾芡肉汤、调味料、婴儿食品或任何其它合适的食品中。
在另一个实施方案中，可使用常规的脱水土豆产品，由生面团制作加工零食，优选加工薯片。在这个实施方案中，将天冬酰胺还原酶加入到生面团成分中，然后用任何合适的方法加工生面团，以制作加工零食。
3. 薯片
可使用本发明来制作含有减量丙烯酰胺的薯片。下面将阐述制作上述薯片产品的优选的方法，但本发明不限于这个具体的实施方案。例如，可在本领域已知的土豆削片方法的任何合适加工步骤中，加入酶，例如阐述于“Potato Processing”，371页至489页的那些。
在一个优选实施方案中，本发明提供了降低薯片中丙烯酰胺含量的方法，该方法包括：
(1)非必需地剥去土豆皮；
(2)非必需地洗涤土豆；
(3)土豆切片制成土豆片；
(4)非必需地漂洗土豆片；
(5)非必需地热烫土豆片；
(6)非必需地冷却土豆片；
(7)将丙烯酰胺还原酶加入土豆片中；
(8)非必需地干燥土豆片；
(9)油炸土豆片，制成薯片。
最优选地，在加入酶之前，将土豆片热烫。虽然前面描述了在上面第(7)步加入酶，但应当理解，酶可在本方法的任何适宜步骤中加入。例如，可以在切片前、切片后、漂洗后、热烫时、冷却时、或干燥前(如果进行任选的干燥步骤)的任何其它合适步骤、或油炸(如果土豆片任选不干燥)前的任何其它合适步骤中，将酶加入土豆中。
在另一个实施方案中，将含天冬酰胺的土豆片热烫和浸泡溶液经由包含固定天冬酰胺还原酶的柱子抽出。将柱子的流出物返回到土豆片中。然后，依照典型的加工方法，加工土豆片。以这种方式实施该方法，能使薯片恢复可能在热烫和酶处理步骤中损失的至少部分天然土豆香味。
依照本发明方法制作的薯片的丙烯酰胺含量小于约150ppb、优选小于约100ppb、更优选小于约50ppb、甚至更优选小于约10ppb、且最优选小于约5ppb。
4. 炸薯条
可使用本发明来制作含有减量丙烯酰胺的炸薯条。下面将阐述制作上述炸薯条的优选方法，但本发明不限于这个具体的实施方案。例如，可在本领域已知的制作薯条方法的任何适宜加工步骤中，加入酶，例如阐述于“Potato Processing”，491页至534页的那些，或描述于美国专利6,001,411和6,013,296中的那些方法。
在一个优选的实施方案中，本发明提供了降低薯条中丙烯酰胺含量的方法，该方法包括：
(1)非必需地剥去土豆皮；
(2)非必需地洗涤土豆；
(3)削切土豆制成土豆条；
(4)非必需地漂洗土豆条；
(5)非必需地热烫土豆条；
(6)非必需地冷却土豆条；
(7)将丙烯酰胺还原酶加入土豆条中；
(8)非必需地干燥土豆条；
(9)非必需地给土豆条裹上面衣；和
(10)半油炸土豆条，制成半成品炸薯条。
然后，将半成品炸薯条冷冻、包装和贮存，以便以后油炸，制成成品炸薯条。
最优选地，在加入酶之前，将土豆条热烫。如果需要给炸薯条裹上面衣，可使用合适的面衣材料(如淀粉或包括一种或多种淀粉的材料混合物)在半油炸之前裹在土豆条上。虽然前面描述了在上面第(7)步加入酶，但应当理解，酶可在本方法的任何适宜步骤中加入。例如，可以在削切前、削切后、漂洗后、热烫时、冷却时、或干燥前(如果进行任选的干燥步骤)的任何其它合适步骤、或半油炸(如果土豆条任选不干燥)前的任何其它合适步骤中，将酶加入土豆中。虽然较不优选，但可以在半油炸和最终油炸制得成品炸薯条步骤之间加入酶。
由本发明的半成品炸薯条制成的炸薯条的丙烯酰胺含量小于约40ppb、优选小于约30ppb、更优选小于约20ppb、且最优选小于约10ppb。
5. 墨西哥玉米片
墨西哥玉米片是特别受欢迎的消费零食制品。传统上，墨西哥玉米片是由整粒玉米制成的，其中该整粒玉米已在热石灰水中蒸煮了约5至约50分钟，然后浸渍过夜。这种蒸煮-浸渍方法可软化外壳，并且可使玉米胚乳中的淀粉部分胶质化。然后，洗涤这种蒸煮-浸渍过的玉米(称为“nixtamal”)除去外壳，并研磨制成可塑性面团(称作“masa”)，其包含约50％的水分。将刚磨好的masa制成片状，切成点心坯，并在302℃至316℃(约575°F至约600°F)的温度下烘烤约15至约30秒，以将水分减少至约20％至约35％。然后将烘烤过的点心坯在热油中煎炸制成含水量小于约3％的墨西哥玉米片。参见，例如，1958年11月1日公布的授予Anderson等人的美国专利2,905,559和1972年9月12日公布的授予Amadon等人的美国专利3,690,895，以及“Corn：Chemistry and Technology”(AmericanAssociation of Cereal Chemists，Stanley A.Watson等人编)第410页至420页(1987年)。
还可由干masa粉制作墨西哥玉米片。在典型的制作上述干masa粉的过程中，例如1955年3月1日公布的授予de Sollano等人的美国专利2,704,257和1968年2月20日公布的授予Gonzales等人的美国专利3,369,908中所描述的那些，将用石灰处理过的玉米研磨并脱水形成稳定态。之后，可用水将干masa粉再水化制成masa面团，然后用该masa面团制作墨西哥玉米片，如Zimmerman等人在2001年12月6日公布的WO 01/91581中所描述的那些。
在一个实施方案中，使用以下方法制作由masa制成的墨西哥玉米片，该方法包括：
(1)将天冬酰胺还原酶加入包含masa的面团中；
(2)由生面团制成点心坯；和
(3)烹制点心坯，制成墨西哥玉米片。
在另一个实施方案中，使用以下方法制作由nixtamal制成的墨西哥玉米片，该方法包括：
(1)将天冬酰胺还原酶加入nixtamal中；
(2)由nixtamal制成点心坯；和
(3)烹制点心坯，制成墨西哥玉米片。
可在该方法的任何合适的步骤中加入酶。在一个实施方案中，将酶溶液加到面片的表面上。
可用任何合适的方法进行烹制，例如油炸、烘烤，或油炸和烘烤的组合。而且，成形和烹制步骤可同时进行，例如通过挤压。
在一个实施方案中，墨西哥玉米片的丙烯酰胺含量小于约75ppb、优选小于约50ppb、且更优选小于约10ppb。
D. 商业制品
本发明的另一个实施方案是商业制品，其包括：
(a)食品，其中所述食品含有减量的丙烯酰胺；
(b)装盛食品的容器；和
(c)与容器有关的提示信息。
该提示信息告诉消费者，该食品包含减量的丙烯酰胺。合适的提示信息包括，但不限于，告知“减量”或“少量”丙烯酰胺的提示信息，告知含有小于规定量丙烯酰胺(如小于5ppb)的提示信息，以及告知食品达到或超过建议量或标准量(如规定的阈值或超过一般的含量)的提示信息。在一个实施方案中，提示信息告诉消费者，食品是用含减量或少量天冬酰胺的成分制得的，从而暗示该食品因此含有减量或少量的丙烯酰胺。
在另一个实施方案中，该商业制品包括：
(a)食品，其中所述食品含有减量的天冬酰胺；
(b)装盛食品的容器；和
(c)与容器有关的提示信息。
该提示信息告诉消费者，该食品包含减量或少量的天冬酰胺。
该提示信息可以是直接或间接附在容器上、直接或间接附在容器附近的印刷物，或可供选择地，可以是与容器有关的印刷、电子或广播提示信息。
可配售、呈现、展示或储存食品的任何容器均是合适的。合适的容器包括，但不限于，袋、罐、盒、碗、盘、盆和筒。
分析方法
用特定的分析方法量化用于表征本发明元素的参数。这些方法详细描述如下。
1. 丙烯酰胺
测定食品中丙烯酰胺(AA)的方法
概述
将1-13C-丙烯酰胺(13C-AA)掺入到食品中，然后用热水萃取。用乙酸乙酯萃取含水上清液三次，然后合并乙酸乙酯萃取物，并浓缩，然后用带有特别检测AA和13C-AA的选择性离子监测的LC/MS分析。
萃取样品
1.称量6.00±0.01g样品，放于125mL锥形瓶中。注意：将样品放到食品加工机中，并脉动30秒，使粒径达约3.175mm(1/8英寸)或更小。如果样品太小以致不能在食品加工机中被有效地粉碎，则将样品置于一个新塑料袋中(如Whirl-PakTM或等效物)，然后用橡皮锤粉碎，直至粒径达约3.175mm(1/8英寸)或更小。
2.使用可调节的1000-μL移液管(已校准)将120μL的100ng/μL 13C-AA去离子蒸馏水溶液(ISTD 2)直接加在样品上。
3.使用分配器，将40mL去离子蒸馏水加入到烧瓶中，并以箔覆盖。
4.于65℃的水浴中放置30分钟。
5.用分配器将10mL 1，2-二氯乙烷加入到烧瓶中，然后用Tekmar TissumizerTM(SDT-1810)或Ultra-Turrax(T18 Basic)匀化30秒，或直至均匀。用去离子蒸馏水冲洗探头，洗液接至该烧瓶中。
6.将25g均匀混合物放入到8打兰的小瓶中。
7.盖紧管口，然后以261至544弧度/秒(2500至5200转/分)的速度离心30分钟。
8.将8g上清液小心地转移到另一个8打兰的小瓶中，注意不要将固体颗粒转移过去。
9.用分配器加入10mL乙酸乙酯，盖上盖，并涡旋10秒。
10.使所有乳液破乳；这可借助于涡旋或振荡一次或两次，然后使各层分开。
11.将尽可能多的上层(乙酸乙酯)转移到闪烁管中，而不要转移界面处的任何液体(水)。每次用5mL乙酸乙酯萃取两次以上，并加入到同一个闪烁管中。然后，加入约2g无水硫酸钠。
12.在60℃至65℃的水浴中，用和缓的氮气流将该萃取物浓缩至约1mL。将该萃取物转移到Pierce REACTI-VIALTM或等效的锥形玻璃瓶中，并进一步浓缩该萃取物，直至最终体积约为100至200μL。将该萃取物放入到带锥形套管的自动取样瓶中。
配制标准物
储备液和内标物
  溶液   重量   容量瓶   溶剂    浓度(ppm)
  储备液1   0.1000g丙烯酰胺(AA)   100mL   乙酸乙酯    1000
  ISTD 1   0.0100g13C-丙烯酰胺   100毫升   乙酸乙酯    100
  储备液2   0.1000g丙烯酰胺(AA)   100mL   去离子蒸馏水    1000
  ISTD 2   0.0100g13C-丙烯酰胺   100mL   去离子蒸馏水    100
中间标准物
    溶液   储备液1 AA的体积(μL)   容量瓶(mL) 溶剂  浓度(ppm)
    INT 1   100   10 乙酸乙酯  10
    INT 2   1000   10 乙酸乙酯  100
校正标准
   标准    体积INT 1(μL)    体积INT 2(μL)    ISTD 1的体积(μL)    容量瓶(mL) 溶剂   浓度AA(ppm)   浓度ISTD 1(ppm)
  0     0     0     450     10 乙酸乙酯   0   4.50
  0.25     250     0     450     10 乙酸乙酯   0.250   4.50
  0.75     750     0     450     10 乙酸乙酯   0.750   4.50
  1.5     0     150     450     10 乙酸乙酯   1.50   4.50
  3.0     0     300     450     10 乙酸乙酯   3.00   4.50
  5.0     0     500     450     10 乙酸乙酯   5.00   4.50
匀化器清洁方法
在测定每个样品的间隔，用该清洁方法清洁匀化器。
1.将热自来水注入一个1L的锥形瓶中(≈80％满)，然后加入一滴DawnTM餐具洗涤液(购自Procter & Gamble Co.)或等效物。
2.将分散元件的探头尽可能深地***到水中。
3.将溶液匀化约10至15秒。
4.将洗涤液从锥形瓶中倒出；用热自来水冲洗并再注入该锥形瓶。
5.再次匀化约10至15秒。
6.将锥形瓶倒空，再注入热自来水；再次匀化约10秒至15秒。
7.如果水不澄清且有颗粒物，则继续按需要多次匀化干净的热自来水，直至达到这个条件。
8.当热自来水澄清且无颗粒物时，用去离子蒸馏水冲洗探头。
用LC/MS分析
使用连接在Micromass LCZ质谱仪上的Waters 2690 LC，对样品进行分析。
流动相 100％ H2O，10mM NH4Ac，pH值调节至4.6w/甲酸
色谱柱 2.0mm×150mm，YMC C18 AQ(购自Waters Corp.)
流速 0.2mL/min
界面 直接(无分层)
进样体积 5μL
MS离子化方式 电喷雾，正离子模式
MS检测方式 选择性离子监测：m/z 72(AA)，m/z 73(13C-AA)；停留时间：0.5s
数据分析
对于一系列乙酸乙酯中的五个标准样品，将响应比(AA峰的面积/13C-AA峰的面积)对相应的浓度比作图。所有标准样品包含4.5μg/mL的13C-AA，并且AA的浓度为从0至5μg/mL。线性回归产生标准曲线，借助该标准曲线，从所测定的响应比中确定萃取物中的浓度比。当该浓度比乘以在萃取方法的步骤2加入到样品中的精确已知的13C-AA含量(标称2ppm)时，就可得到AA的ppm含量。
LC/MS的样品计算：
通过将y轴上的响应比(m/z 72的面积/m/z 73的面积)，对x轴上的浓度比([AA]/[13C-AA])作图，产生标准曲线。对于本实施例，该线的方程是y＝0.899x+0.0123。
4.0分钟时AA峰(m/z 72)的测定面积：100,000
4.0分钟时13C-AA峰(m/z 73)的测定面积：500,000响应比Rr＝0.200。从标准曲线的斜率和截距，计算浓度比Rc为：Rc＝(0.200-0.0123)/0.899＝0.209已知样品中13C-AA的掺入量(2ppm)，则AA的测定含量为0.209×2ppm＝0.418ppm
质量保证/质量控制(QA/QC)
1.在准备标准物和/或样品时使用的所有天平，必须每周用一系列标准砝码检查它们的校准。这些天平应使用至少三个覆盖待测样品/标准物重量范围的砝码来检查。
2.应每天作出六个点的校准曲线。
3.应使用每一组样品分析工作参考物质(WRM)。该物质浓度的游动平均值应在26之内。如果不在该范围内，则该仪器应重新校准，并重新计算WRM。
2. 天冬酰胺
测定食物和饮料制品中的天冬酰胺和天冬氨酸
原理
将已称过重量的样品与5％HCl混合，并加热30分钟，然后匀化。将一部分均匀混合物离心，然后将一部分上清液稀释，并用FMOC试剂(9-芴甲基氯甲酸酯)处理，该试剂与天冬酰胺和天冬氨酸反应形成强荧光衍生物。然后用反相HPLC将FMOC-天冬酰胺从其它样品基质组分中分离开来。在260nm处激发，检测313纳米(nm)处的荧光发射。已知浓度的标准物分析可进行定量。
线性度
四个标准样品(50-600ppm)的工作标准曲线给出的相关性为0.998或更高。由2000ppm的样品得出的曲线也给出了0.998的相关性。
精度
土豆制品：
土豆淀粉中掺入四种含量的天冬酰胺和天冬氨酸(40、200、400和600ppm)。天冬酰胺的回收为100％(相对标准偏差小于4％)，而天冬氨酸的回收为110％(相对标准偏差小于4％)。
参考文献
1.Herbert，P.；Santos，L；Alves，A.Journal of Food Science(2001)，66(9)，1319-1325.
2.Heems，Dany；Luck，Geneviewe；Fraudeau，Chrisophe；Verette，Eric.Journal of Chromatography，A(1998)，798(1+2)，9-17.
体系可重复性
在5天内一式两份平行测定薯片的工作参考物质。结果如下：
    ug/g天冬酰胺     ug/g天冬氨酸
平均值     7832.07     1440.98
STD     625.59     195.80
％RSTD     7.99     13.59
以下是建议使用的化学药品和仪器；然而，允许用等效物质进行替换。
化学药品
Water，HPLC级或Milli-QTM级
(Millipore)
乙腈，HPLC级              Burdick & Jackson
                          #AH015-4
甲醇，HPLC级              Fisher #A452-4
乙酸乙酯                  Baker #9280-3
戊烷                      Burdick & Jackson
                        #GC312-4
天冬酰胺一水合物        EM Science
天冬氨酸                Sigma #A-8949
氨基异丁酸              Sigma #A-8379
9-芴基氯甲酸酯(FMOC)    ICN #150200
硼酸钠                  EM Science #SX 0355-1
硼酸                    Fisher #A-73
碳酸氢钠                ICN #194847
四甲基氯化铵            Fisher #04640-500
柠檬酸钠                MCB #SX445
无水的柠檬酸            Baker #0122-01
丙酮                    Burdick & Jackson #010-4
盐酸，0.1N              Fisher #SA48-500
二水氯化钙              Aldrich #22，350-6
设备
移液管，聚乙烯(Samco #222)
容量瓶(25、100、250、1000mL)
定容吸移管(10mL)
量筒(100至1000mL)
HPLC贮液器(500mL、1L或2L)
烧杯
磁力搅拌器/搅拌子
分析天平(4位)
闪烁管
离心管，带盖的螺旋帽(100×16mm)
自动取样瓶(8×30mm，1mL)，卡口盖
安全性：该方法需要使用通风橱，并且涉及接触化学药品。请查阅关于通风橱使用和化学品溅出的安全规章。
仪器     型号     生产商
自动仪     Microlab SPE     Hamilton
泵/HPLC注射器     HP 1100     Agilent
检测器     RF10AXL     Shimadzu
数据***     Chemstation     Agilent
色谱柱
Phenomenex Luna 100×4.6mm C-18(2) 3μm # 00D-4251-EO
配制试剂
稀释剂(pH 8.3至8.5；1000mL)。
1.称量3.0g硼酸钠、3.0g硼酸和8.0g碳酸氢钠于一个已去皮重的干燥烧杯中。
2.在磁力搅拌器上放置一个空的800mL烧杯。加入约500mLMilli-QTM水和搅拌子。剧烈搅拌水，但不要喷溅出来。
3.将步骤1的试剂定量转移到水中；搅拌直至其完全溶解。
4.将步骤3的溶液定量转移到1L的容量瓶中，并用Milli-QTM水稀释至容积；混合均匀。可稳定放置达六(6)个月。
氯化钙溶液(100g)
1.称量40g二水合氯化钙于已去皮重的250mL烧杯中。
2.加入60g Milli-QTM水。混和均匀。在环境条件下保存于有盖的玻璃瓶中。可稳定放置达1年。
萃取溶剂(戊烷∶乙酸乙酯 80∶20；500mL)
安全性：戊烷和乙酸乙酯是易挥发和易燃的。在通风橱中进行下列操作。
1.将400mL戊烷转移至500mL HPLC贮液瓶中。
2.加入100mL乙酸乙酯。混和均匀。在通风橱中/下盖上盖保存。
流动相(缓冲剂∶甲醇∶乙腈 60∶5∶35，pH 3.2，2L)
1.称量1.35g四甲基氯化铵、3.65g柠檬酸和1.60g柠檬酸钠于已去皮重的干燥烧杯中。
2.在磁力搅拌器上放置一个空的800mL烧杯。加入约500mLMilli-QTM水和搅拌子。剧烈搅拌水，但不要喷溅出来。
3.将步骤1的试剂定量转移到水中；搅拌直至其完全溶解。
4.将步骤3的溶液定量转移到1L量筒中，并用Milli-QTM水稀释至1000ml；混合均匀。
5.将其转移至2L HPLC流动相贮液器中。
6.加入200mL Milli-QTM水、100mL甲醇和700mL乙腈。在剧烈搅拌下，缓慢地加入后两种溶剂。在通风橱中进行该操作，并穿戴个人防护装备。具体细节请参见相关的物质安全性数据表(MSDS)。
7.搅拌时，用真空气吸对流动相进行脱气。
FMOC试剂溶液(丙酮中)
1.称量0.10g FMOC试剂于已去皮重的100mL容量瓶中。
2.加入丙酮溶解，同样用它稀释至容积。混和均匀。在通风橱中进行该操作。穿戴上化学药品的MSDS中规定的PPE。
3.冷冻保存不超过六(6)个月。
用于样品萃取的酸溶液(5％ HCl)
1.将100mL Milli-QTM水加入200mL容量瓶中。
2.将4mL 1N的HCl加入容量瓶中。
用Milli-QTM水稀释至容积。
配制内标物(氨基异丁酸)
ISTD A-内标物储备液A
1.称量0.5g氨基异丁酸于已去皮重的250mL容量瓶中。
2.加入25mL 1.0N HCl和约100mL Milli-QTM水。涡旋混合，直至溶解。
用Milli-QTM水稀释至容积，并混合均匀。冷冻保存不超过六(6)个月。
ISTD B-工作内标物溶液B(将此溶液加入到校准标准物中)
1.吸移1mL内标物溶液A至100mL容量瓶中。
2.用Milli-QTM水稀释至容积。可稳定保存1个月。
配制校准标准物
校准储备液。
于已去皮重的50mL容量瓶中，称量0.100g(+/-0.001g)天冬酰胺和0.100g(+/-0.001g)天冬氨酸。加入25mL Milli-QTM水和1mL 1N的HCl。将其置于声波浴中，直至溶解，然后用Milli-QTMH2O稀释至容积。冷冻下溶液可保持有效6个月。
工作标准物。
配制下列工作校准标准物：
    Std #   mL储备液   最终体积(mL)     ppm
    1     5     200     50
    2     5     100     100
    3     1     10     200
    4     3     10     600
冷冻下溶液可保持有效1个月。
配制样品
1.称量1g样品于125mL锥形瓶中。
2.每个样品中加入48.0mL 5％HCl溶液。
3.每个样品中加入2mL ISTD A。
4.用铝箔将每个烧瓶盖上，并在60C的水浴中放置30分钟。
5.每个样品中10mL二氯乙烷。
6.将样品匀化60秒。
7.将一部分样品倒入到30mL离心管中。
8.在5℃下以1047弧度/秒(10000rpm)离心32分钟。上清液用于“样品-稀释”步骤1中。
准备标准物和样品
使用三种Microlab方法来稀释样品/标准物、加入内标物、并形成FMOC衍生物。它们概述如下。
操作                     所用的Microlab方法
稀释                      TRANSDIL
加入内标物                ADDISTD
形成FMOC衍生物            ADDFMOC
使用MICROLAB 自动仪准备样品和标准物
步骤1：标准物-加入ISTD和稀释步骤
1.对于每个标准物，准备两套管子。在一套管中，放入约2mL标准物，将这些装有标准物的管子放置在Microlab最左边的位置上。
2.将放有空管子的管架放置在Microlab最右边的架位上。
3.将工作内标物溶液B注入20mL玻璃(闪烁)管中，并放置在Microlab的工作区上。
4.选择方法ADDISTD。(混合200μL ISTD B、50μL标准物溶液，用Milli-QTM水将总容积稀释至4000μL)。
5.实施该方法。
6.从左边位置上取下管组，弃于一边。
7.从Microlab工作区取出工作内标物溶液，并冷冻。
留下右边的管子用于步骤3。
步骤2：样品-稀释步骤(在样品配制过程中已加入了ISTD)
1.对于每个样品，准备两套管子。在一套管子中，放入约2mL样品，将这些装有样品的管子放置在Microlab最左边的位置上。
2.将放有空管子的管架放置在Microlab最右边的架位上。
3.选择方法TRANSDIL。(设置样品号，样品量为50μL，并且用Milli-QTM水稀释的最终稀释量为4000μL。)
4.实施该方法。
5.从左边位置上取下管组，并弃于一边。
留下右边的管子用于步骤3。
步骤3：加入FMOC试剂-制备荧光衍生物
1.准备一架100×16mm的螺帽管。
2.将管架放置在Microlab最右边的架位上.
3.将得自上面稀释步骤的标准物管和样品管放置于Microlab最左边的架位上。
4.将等分(22mL)的FMOC试剂溶液转移到玻璃闪烁管中。加入约100μL 40％氯化钙溶液；混合均匀。(加入氯化钙使FMOC试剂“带电”-这是用Microlab测定所必需的)。
5.将闪烁管放置于Microlab工作区上。
6.选择方法ADDFMOC。
7.将注射器1和2从水切换到稀释剂(pH 8.3至8.5)。
8.用稀释剂(pH 8.3至8.5)对注射器1和2进行洗涤至少5个循环。
9.实施方法ADDFMOC。(将450μL FMOC溶液、250μL得自上面ADDISTD的样品混合，用稀释剂溶液稀释至最终容积为1300μL)。
10.从样品架位上取下管组，并丢弃。
11.从Microlab工作区取出FMOC试剂溶液，并冷冻。
13.从最右边的位置上取下管组，并置于通风橱中。静置至少10分钟，或直至溶液澄清(但不超过20分钟)。
14.每个管子中加入2mL萃取溶剂。盖上盖，并高速涡旋2分钟，以萃取出未反应的FMOC试剂。
15.准备另一管架55×16mm的管子。每个管子中加入1ml流动相溶液。
16.将1.0mL水层(下层)从离心管中转移到55×16mm的管中。
17.弃去上层(有机层)。
18.将样品转移到自动取样瓶中，并密封。
色谱法
操作条件
装有Chem Station软件的HP 1100
检测器：Waters 474扫描荧光检测器
        型号：Norm
        信号：0.0000
        波长：激发260
        发射  313
        增益：10
        衰减：1
        响应：FST
色谱柱：Phenomex Luna C18 (2) 100×4.6mm 3 u
LC方法
流量：1.000ml/min
等度操作(参见试剂配制-流动相)
注射体积：10.0μL
温度设置：不控温
计算
使用面积值，相对于已知量的标准曲线计算样品溶液：
y＝mx+b
y(天冬酰胺/ISTD比率)＝m(斜率)×(天冬酰胺浓度)+b(y轴截距)
(y-b)/m＝x
天冬酰胺(ppm)＝(天冬酰胺面积/ISTD面积-截距)/斜率
实施例：
天冬酰胺(ppm)＝(215.45436/551.828- -0.0165)/0.0023＝176.93ppm
[ppm＝ug/mL]
对于样品制备步骤中稀释/均化的校正。
Figure A0382232100361
[ppm＝ug/mL]
实施例：
Figure A0382232100362
进行合格判断的标准：
·工作标准物质对照样品的准确度必须在天冬酰胺已知结果的10％范围之内。
·校准曲线的线性度(r2)必须为0.995或更大。
样品的LC色谱分析
图3列出了样品的LC色谱图分析。
保留时间 化合物
4.5分钟 天冬酰胺
6.6分钟 天冬氨酸
11.5分钟 FMOC试剂
20.7分钟 ISTD
3. 丙烯酰胺的减少％
丙烯酰胺的减少％＝[(对照样品中丙烯酰胺的含量-酶处理的样品中丙烯酰胺的含量)/对照样品中丙烯酰胺的含量]×100。
除了没有加入酶，对照样品的配制方法与用酶处理样品的完全相同。
4. 天冬酰胺减少％
天冬酰胺的减少％＝[(对照样品中天冬酰胺的含量-酶处理过的样品中天冬酰胺的含量)/对照样品中天冬酰胺的含量]×100。
除了没有加入酶，对照样品的配制方法与用酶处理样品的完全相同。
实施例
以下实施例举例说明本发明，但不旨在对其进行限制。
实施例1-脱水土豆产品
用水清洗黄褐色烘培的土豆，然后置于一锅沸水中。将土豆煮(浸没)1小时。从水中取出煮熟的土豆，去皮，然后将果肉捣碎。向15g土豆泥中加入45g水，并匀化该混合物，直至均匀，以致没有团块。
向此匀化后的溶液中加入50单位的天冬酰胺酶(购自Sigma-Aldrich，目录号#A2925)，并且每隔5分钟摇晃该样品，共培养30分钟。
所加入的天冬酰胺酶的量是依据下列因素：酶是以活性为单位出售的。一单位活性定义如下：在37℃和pH值为8.6的条件下，一单位酶每分钟可从L-天冬酰胺中释放出1.0μ摩尔氨。土豆通常包含为约0.2％至约0.4％的游离天冬酰胺。从而，15g土豆包含约0.03g至约0.06g天冬酰胺，这等于约227至约454μ摩尔天冬酰胺。因而，在最佳条件下，50单位的天冬酰胺酶在约10分钟内将消耗约500μ摩尔天冬酰胺。然而，由于土豆泥基质无法为酶提供最佳条件，所以使培育时间为30分钟，以使尽可能多的天冬酰胺降解，并致使最终烹制产品中丙烯酰胺含量较低。
在进行30分钟培育后，用每2分钟递增的高火微波(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)加热产品10分钟，直至干燥(且变为褐色)。当用本文阐述的方法分析丙烯酰胺含量时，与使用除了没有加入酶以外完全相同的方法制得的脱水土豆产品(对照样品)相比较，用酶处理过的脱水土豆产品取得了大于99％的丙烯酰胺减少量。
    脱水土豆产品     丙烯酰胺(ppb)
    对照物     20,500
    酶处理过的     164
    减少百分比     ＞99
实施例2-薯片
使用未加工的土豆片，可制作含有减量丙烯酰胺的薯片。
将大西洋土豆去皮，并切成约1.1mm厚的片。清洗，并压干。在73℃(165°F)水中，将土豆片热烫15秒。冷却，并排去热烫过的土豆片中的水。将100g热烫过的土豆片浸泡在250mL含天冬酰胺酶(具有100单位活性)的蒸馏水/去离子水中1小时。每隔8分钟涡旋搅拌样品1分钟。用微波炉(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)设置为高火加热2分钟，然后用约800mL冷自来水洗涤三次，每次10秒。在设置为190℃(375°F)的油炸锅中油炸处理过的土豆片60秒。(实施例2A)如上再制作两批薯片，不同的是将热烫时间变为60秒(实施例2B)和180秒(实施例2C)。
以用于制作上述实施例2A、B和C相同的方式，制作对照样品，不同之处在于没有将天冬酰胺酶加入到浸泡溶液中。
使用本文阐述的方法，分析样品和对照物中的丙烯酰胺含量。
    2A     2B     2C
热烫时间(秒)     15     60     180
对照样品中的丙烯酰胺(ppb)     281     156     50
用天冬酰胺酶处理过的样品中的丙烯酰胺(ppb)     ＜5     5     ＜5
减少百分比     ＞98     97     ＞90
常规的薯片不进行热烫步骤。从而，具有热烫步骤的薯片是本领域未知的。上述实施例表明，通过在薯片制作方法中使用热烫和加入酶的新型组合，可获得优异的结果。商业生产的薯片含有的丙烯酰胺量大大高于上面所用的对照样品。上面对照样品使用了新的热烫步骤(并用水代替酶浸泡)，以便更加充分地证明酶处理对加工的额外影响。
除了没有热烫和酶处理这两个新步骤，采用如上完全相同的方法制作薯片，结果制得丙烯酰胺含量为1079ppb的薯片。从而可见，酶处理，尤其是使用热烫时，在降低丙烯酰胺含量方面尤其有效。
实施例3-炸薯条
使用未加工的土豆条，可制作含有减量丙烯酰胺的炸薯条。
将大西洋土豆去皮，并切成横截面积为约8mm×8mm的土豆条。清洗，并压干。在73℃(165°F)水中，将土豆条热烫1分钟。冷却，并排去热烫过的土豆条中的水。将100g热烫过的土豆条浸泡在250mL含天冬酰胺酶(具有100单位活性)的蒸馏水/去离子水中1小时。每隔8分钟涡旋搅拌样品1分钟。用微波炉(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)设置为高火加热2分钟，然后用约800mL冷自来水洗涤三次，每次10秒。在设置为190℃(375°F)的油炸锅中油炸处理过的土豆条60秒。(实施例3A)如上再制作两批炸薯条，不同的是将热烫时间变为3.5分钟(实施例3B)和7分钟(实施例3C)。
以用于制作上述实施例3A、B和C相同的方式，制作对照样品，不同之处在于没有将天冬酰胺酶加入到浸泡溶液中。
使用本文阐述的方法，分析样品和对照物中的丙烯酰胺含量。
    3A     3B     3C
热烫时间(分钟)     1     3.5     7
对照样品中的丙烯酰胺(ppb)     130     84     57
用天冬酰胺酶处理过的样品中的丙烯酰胺(ppb)     30     17     12
减少百分比     77     80     79
实施例4-商业制品
将实施例2A的薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“无丙烯酰胺产品！”
实施例5-商业制品
将实施例2B的薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“丙烯酰胺含量低！”
实施例6-商业制品
将实施例2C的薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“丙烯酰胺减少了90％以上！”该薯片的电视广告传递的信息是，“我们的薯片丙烯酰胺含量较低！”
实施例7-商业制品
将丙烯酰胺含量小于100ppb的统一形状的加工炸薯条包装于圆筒罐中，以向消费者出售。该薯条的电视广告传递的信息是，“降低了丙烯酰胺含量！”
实施例8-商业制品
将实施例3B的炸薯条包装于一端开口(薯条从此端伸出)的纸套中，以向消费者出售。张贴于销售炸薯条的零售机构内的广告牌写道，“我们的炸薯条含有减量的丙烯酰胺！”
实施例9-商业制品
将实施例3C的炸薯条包装于一端开口(薯条从此端伸出)的纸套中，以向消费者出售。张贴于销售炸薯条的零售机构内的广告牌写道，“我们的炸薯条含有减量的丙烯酰胺！”
实施例10-商业制品
将实施例2C的薯片包装于袋中，以向消费者出售。袋上印有提示信息，声明“用低天冬酰胺含量的成分制成！”
实施例11-脱水土豆产品
用水清洗黄褐色烘培的土豆，然后放置于一锅沸水中。将土豆煮(浸没)1小时。从水中取出煮熟的土豆，去皮，然后将果肉捣碎。向15g土豆泥中加入45g水，并匀化该混合物，直至均匀，以致没有团块。
向该匀化过的溶液中加入200单位的谷氨酰胺酶，并且每隔5分钟摇晃该样品，共培养30分钟。
在进行30分钟培育后，用每2分钟递增的高火微波(Panasonic微波炉，型号NN-S5488A)加热产品10分钟，直至干燥(且变为褐色)。当用本文阐述的方法分析丙烯酰胺含量时，与使用除没有加入酶以外完全相同的方法制备出的脱水土豆(对照样品)相比较，用酶处理过的脱水土豆产品取得了大于10％的丙烯酰胺减少量。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的那些技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此有意识地在附加的权利要求书中包括本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (50)

1.降低食品原料中天冬酰胺含量的方法，所述方法包括在加热前将天冬酰胺还原酶加入所述食品原料中。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述天冬酰胺还原酶是天冬酰胺酶。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述天冬酰胺的含量降低了至少约10％。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述天冬酰胺还原酶是能够水解游离天冬酰胺的酰胺基的酶。
5.降低食品原料中天冬酰胺含量的方法，所述方法包括：
(1)将天冬酰胺还原酶加入食品原料中，其中所述食品原料包含天冬酰胺；
(2)非必需地将所述酶与所述食品原料混合；
(3)给予充分的时间，使所述酶与所述天冬酰胺反应；和
(4)非必需地将所述酶钝化或除去。
6.降低食品原料中丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括在加热前降低所述食品原料中天冬酰胺的含量。
7.如权利要求6所述的方法，其中降低所述食品原料中天冬酰胺的含量包括将天冬酰胺还原酶加入所述食品原料中。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述天冬酰胺还原酶是天冬酰胺酶。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述天冬酰胺还原酶是能够水解游离天冬酰胺的酰胺基的酶。
10.降低食品中丙烯酰胺含量的方法，所述方法包括：
(1)向食品原料中加入天冬酰胺还原酶，其中所述食品原料包含天冬酰胺；
(2)非必需地将所述酶与所述食品原料混合；
(3)给予充分的时间，使所述酶与所述天冬酰胺反应；
(4)非必需地将所述酶钝化或除去；和
(5)加热所述食品原料形成所述最终食品。
11.食品原料，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约10％。
12.如权利要求11所述的食品原料，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约30％。
13.如权利要求12所述的食品原料，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约50％。
14.如权利要求13所述的食品原料，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约70％。
15.如权利要求14所述的食品原料，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约90％。
16.包括食品原料的食品，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约10％。
17.如权利要求16所述的食品，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约30％。
18.如权利要求17所述的食品，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约50％。
19.如权利要求18所述的食品，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约70％。
20.如权利要求19所述的食品，其中所述食品原料中天冬酰胺的含量降低了至少约90％。
21.如权利要求16所述的食品，其中所述食品选自炸薯条、薯片、墨西哥玉米片和玉米片。
22.食品原料，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约10％。
23.如权利要求22所述的食品原料，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约30％。
24.如权利要求23所述的食品原料，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约50％。
25.如权利要求24所述的食品原料，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约70％。
26.如权利要求25所述的食品原料，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约90％。
27.包括食品原料的食品，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约10％。
28.如权利要求27所述的食品，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约30％。
29.如权利要求28所述的食品，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约50％。
30.如权利要求29所述的食品，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约70％。
31.如权利要求30所述的食品，其中所述食品原料中丙烯酰胺的含量降低了至少约90％。
32.如权利要求27所述的食品，其中所述食品选自炸薯条、薯片、墨西哥玉米片和玉米片。
33.加工的炸薯条，所述炸薯条包含小于约400ppb的丙烯酰胺。
34.如权利要求33所述的加工炸薯条，所述炸薯条包含小于约300ppb的丙烯酰胺。
35.如权利要求34所述的加工炸薯条，所述炸薯条包含小于约200ppb的丙烯酰胺。
36.如权利要求35所述的加工炸薯条，所述炸薯条包含小于约50ppb的丙烯酰胺。
37.如权利要求36所述的加工炸薯条，所述炸薯条包含小于约10ppb的丙烯酰胺。
38.薯片，所述薯片包含小于约40ppb的丙烯酰胺。
39.如权利要求38所述的薯片，所述薯片包含小于约30ppb的丙烯酰胺。
40.如权利要求39所述的薯片，所述薯片包含小于约20ppb的丙烯酰胺。
41.如权利要求40所述的薯片，所述薯片包含小于约10ppb的丙烯酰胺。
42.墨西哥玉米片，所述墨西哥玉米片包含小于约75ppb的丙烯酰胺。
43.如权利要求42所述的墨西哥玉米片，所述墨西哥玉米片包含小于约50ppb的丙烯酰胺。
44.如权利要求43所述的墨西哥玉米片，所述墨西哥玉米片包含小于约10ppb的丙烯酰胺。
45.商业制品，所述商业制品包括：
(a)食品，其中所述食品含有减量的丙烯酰胺；
(b)装盛所述食品的容器；和
(c)附在所述容器上的提示信息；
其中附在所述容器上的所述提示信息告知所述消费者，所述食品包含减量的丙烯酰胺。
46.如权利要求45所述的制品，其中所述提示信息告知所述消费者，所述食品的丙烯酰胺含量低。
47.商业制品，所述商业制品包括：
(a)食品，其中所述食品含有减量的天冬酰胺；
(b)装盛所述食品的容器；和
(c)附在所述容器上的提示信息；
其中附在所述容器上的所述提示信息告知所述消费者，所述食品包含减量的天冬酰胺。
48.如权利要求47所述的制品，其中所述提示信息告知所述消费者，所述食品的天冬酰胺含量低。
49.如权利要求45所述的制品，其中所述食品是食品成分。
50.如权利要求47所述的制品，其中所述食品是食品成分。
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