啤酒废酵母的回收利用
啤酒废酵母的利用——酵母精的生产
啤酒废酵母的利用——酵母精的生产
祝忠付
【期刊名称】《啤酒科技》
【年(卷),期】2003(000)004
【总页数】2页(P46-47)
【作者】祝忠付
【作者单位】河南蓝牌集团商丘啤酒有限公司476100
【正文语种】中文
【中图分类】TS261.9
【相关文献】
1.利用有活力和无活力的啤酒废酵母生产酵母抽提物 [J], 武慧媛;薛文通
2.用啤酒废酵母生产“酵母精”的探讨 [J], 杨李益;黄安东
3.利用啤酒废酵母泥生产营养酸奶的工艺研究 [J], 赵治;周晶;王玉芹
4.啤酒生产废酵母的综合利用与酵母精的清洁生产 [J], 张宝荣;宋春
5.利用啤酒废酵母生产酱油的研究和生产应用 [J], 魏雪飞
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啤酒酿造过程中废弃物的综合利用
啤酒酿造过程中废弃物的综合利用啤酒是以谷物为原料,经麦汁糖化和酵母发酵而成,在整个酿制过程中不可避免的会产生一定量的副产物或者称之为废弃物。
啤酒酿制过程中的废弃物主要是啤酒糟和废酵母,也有硅藻土污泥和少量废蛋白沉淀物,另外还有废CO:气体等。
据统计,2000年中国啤酒产量已达2000万t左右,2005年中国啤酒产量首次突破3000万t大关,达到306l万t,产销量已连续四年位居世界第一。
随着中国啤酒产量的连年增加,啤酒酿造过程中的废弃物如啤酒糟、废酵母也迅速增加。
啤酒酿造所产牛的大量副产品及废弃物如果没有很好地被利用,将造成资源的巨大浪费和对周围环境的严重污染。
在欧美发达国家,由于受环境保护法的严格制约,啤酒副产品及废弃物的开发利用获得高度重视。
住中国,人们也逐步重视这个问题,近几年,啤酒企业和高校、研究所联手,共同寻找出了许多啤酒副产品及废弃物的应用领域和综合回收利用途径。
对啤酒废弃物回收利用不仪可以减轻对环境的污染,还能开发出潜在的高附加值的产品,可以大大提高企业的经济效益。
1啤酒酿造过程中的废弃物概述啤酒整个生产过程中主要的副产品及废弃物…有:制麦过程中的麦根,糖化过程中的糖化糟、酒化糟、沉淀蛋白,发酵过程中的剩余酵母,以及各工艺中排出的废水和废水处理沉淀下来的活性污泥等。
啤洒废酵母全身都是宝,它含有50%左右的蛋白质,6%~8%的核糖核酸,2%的B族维生素,1%的谷胱苷肽及辅酶A,还有人体必需的8种氨基酸等多种营养成分。
啤酒糟的主要成分是麦芽壳,其粗蛋白含量在25%左右,。
粗纤维含量在17%以t。
啤酒糟是啤酒生产中最主要的副产品,占废弃物总量的80%以上。
废泊花糟中舍有芦草酮5%,异萍草酮5Y,蛇麻灵酮1%,蛇味酮2000,总树脂34%。
啤酒生产中产生的酒花糟,对一个中型厂来说,每年约有几百吨的数量。
麦根的主要成分为:含N物质24.4%、无N浸出物42.2%、粗纤维14.2%。
麦根内还含有多种酶类,主要是磷酸酯酶。
酿酒过程中废弃物及其应用
酿酒过程中废弃物及其应用
一、废弃物包括内容
啤酒酿制过程中的废弃物主要有啤酒糟和废酵母,酒花糟、麦根芽,也有硅藻土污泥和少量废蛋白沉淀物,另外还有废二氧化碳气体等。
二、废弃物应用
1、啤酒废酵母在食品工业的应用:
生产酵母浸膏、生产包括酵母提取物、营养酱油等营养调味品,生产胞壁多糖、生产双歧酵母保健食品(营养果醋、发酵酸奶饮料、营养蛋白粉等)
2、啤酒糟在食品工业的应用:
生产啤酒干糟、制作食品,生产调味品、食品添加剂,生产复合氨基酸、用作食用菌栽培原料,酒糟发酵生产燃料乙醇、微生物发酵啤酒糟制甘油、利用啤酒糟进行厌氧发酵生产沼气3、啤酒糟在制药工业的应用:
制取超氧化物岐化酶(SOD)、制取谷耽甘肤(GSH)、制取β-葡聚糖、制取甘露聚糖、制备药用干酵母、制备核糖核酸、1.6-二磷酸果糖
4、酒花糟在制药工业的应用:
提取酒花浸膏、酒花素片、酒花油剂
5、麦根在生物制药工业中的应用:
磷酸酯酶(主要用于各类肝炎、早期肝硬化、冠心病、血小板减少及硬皮症等疾病)。
啤酒废酵母的多种用途
1 . 取 叶酸 6提
盐处 理一 菌体 分 离一 清液 提取 核糖 核 酸一 抽 滤一 干燥 一成 品 ( N 。 R A) 利 用 麦 芽 根 中 提 取 的 酶 液 可 以将 酵母 R A N
叶酸 又 名 VMt为 蝶 酰谷 氨 酸 (G 。从 啤 i , P A)
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其 工 艺 过 程可 以简 述 为 : 将 新 鲜废 啤酒 酵 并获得高附加值产品。 先 .1饲 料级 酵母 D 葡 聚糖 . 一 母用 10— 0目的筛子过筛 , 0 8 加水并添加 占酵母 21 干重 1 5 %~ %的 N C 和 纯 碱 调 节 p a1 H至 8 9 充 分 ~, 含量一般为 3 % ~ 0 在 动物体 内不 能被 0 5 %,
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香鲜 味 。氨基氮含量 为 0 3/L 糖度为 4 可 21提 取葡 聚糖 .g , 5 d %, . 溶 性 固形 物含量 为 5 . /g 89 k 。 g 313 葡 聚糖 是 一种 活 性 强 、 毒 副作 用 的 - ,一 无
微 生 物培 养基 中 。 已有 啤酒 厂 家将 此技 术应 用 到 进 行 必 要 的化 学 改 性 如羧 甲化 , 增 加水 溶 解 性 可 能, 广泛 应 用于 防 晒 、 过敏性 等 化妆 品 中 。 抗 生产 , 产品附加值很高。 1 生产 蛋 白饲料 添 加剂 . 5 2 . 2生产核糖核酸及四种单核苷酸 我 国是一 个饲 料缺 乏 大 国 , 曾在 国家 的“ 五 九 啤酒 酵 母 核 苷 酸 含 量 较 高 , 中 D A为 其 N
废酵母制备酵母浸膏
过滤筛
碱洗水洗
将过滤除杂后的酵母醪液离心去水 后,加入1~2倍的O.5%NaHCO3溶液连 续搅拌30min,使酒花成分充分皂化分解, 脱去苦味和臭味,并使细胞质壁组织疏 松,便于自溶。再将碱洗后的酵母醪液 离心分离后用无菌水洗涤1~2次,彻底 去除苦、臭味和残余碱分。
碟片式离心机
保温自溶
主要设备
过滤筛、碟片式离心机、自溶罐
生产工艺及操作要点
工艺流程
3000r/min,10min
加水 加碱加水
3000r/min,10min
啤酒废酵母泥
过滤除杂
离心脱水
碱洗水洗
离心分离
调配
离心分离
废渣(干燥)
加热灭活
饲料
保温自溶
自溶促进剂
纯净酵母泥
真空浓缩
酵母浸膏
操作要点
过滤除杂 酵母细胞表面吸附和夹杂大量酒 花碎片、糊精、麦麸、凝固蛋白及其 他大颗粒杂质,必须过滤除去。将酵 母泥添加1~2倍无菌水调成悬浮液, 连续泵入60~80目过滤筛,分离除去 杂质。
产品应用范围
药用酵母浸膏 广泛应用于发酵和制药工业作微生物培 养基,如用于激素类、维生素C和乳品等行 业发酵。 食用酵母浸膏 在肉食水产品、家用调味料、小吃食品、 方便面调料、保健食品中作增鲜剂、风味 改良剂和营养强化剂。如各种香肠、鱼丸、 蚝油、酱油、炸薯条、调味包、营养口服 液等。
THE AND
食用酵母授膏:①感官指标:为红 褐色或棕褐色,具有本产品特有的香 味,滋味鲜美、纯正、无异味,体态 呈均一糊状,无异物;②理化指标: 干固物大于60%,总氮大于4%,氨 基氮大于2%,氯化钠小于5%,不溶 物小于1%,pH值6.0左右;③卫生指 标:符合国家食品卫生标准。
啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究
啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究
啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究涉及多个步骤,包括酵母的收集、处理、提取和精制等过程。
以下是一种可能的工艺流程:
1.酵母收集:在啤酒生产过程中,酵母在发酵完成后被分离出来,形成废酵母。
废酵母可以通过离心或过滤等方式进行收集。
2.酵母处理:收集到的废酵母需要进行处理,以去除其中的杂质和不需要的成分。
这可能包括洗涤、干燥和破碎等步骤。
3.酵母提取:经过处理的酵母需要进行提取,以获取其中的蛋白质和其他营养成分。
这可以通过使用有机溶剂或水进行提取。
提取的条件(如温度、pH值、时间等)需要进行优化,以获得最大的提取效率。
4.精制:提取得到的酵母提取物需要进行精制,以去除其中的杂质和提高纯度。
这可能包括沉淀、过滤、浓缩和干燥等步骤。
5.包装和储存:精制后的酵母蛋白营养粉需要进行包装和储存,以保持其质量和稳定性。
包装材料应具有良好的密封性和防潮性,以防止产品在储存过程中受潮和变质。
在工艺研究过程中,还需要对各个步骤进行优化和改进,以提高生产效率和产品质量。
同时,还需要对产品的营养成分和安全性进行评估,以确保其符合相关的标准和要求。
请注意,以上只是一种可能的工艺流程,具体的工艺流程可能因不同的研究者和生产厂家而有所不同。
此外,啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究还需要考虑环保和
可持续发展等问题,以确保其符合可持续发展的要求。
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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酵母菌资源的开发与利用
酵母菌资源的开发与利用酵母与人类的关系极为密切, 千百年来, 酵母菌及其发酵产品大大改善和丰富了人类的生活, 例如各种酒精饮料、酱油、食醋生产、馒头、面包的制作。
随着科学技术的进步, 人们发现酵母菌体本身也有很高的利用价值, 并应用于食品工业、饲料工业及生化制药业中。
1、酵母菌在食品中的开发与利用酵母菌体中水溶性维生素和麦角甾醇( 维生素D 的前体物质) 含量丰富, 因此用紫外线照射酵母菌可以制成维生素D 强化酵母片剂, 供病弱缺钙者服用。
酵母菌体中还含有一定量的核酸, 约占干重的6% ~ 8%, 我们可从酵母中提取核酸, 再经水解产生5c) 核苷酸, 作为调味品的增鲜剂。
此外, 酵母菌体中含有丰富的微量元素, 如磷、铁、钙、锌、锰、铬、硒等。
值得一提的是酵母菌易富集硒元素, 可通过特殊工艺来制取硒酵母, 添加到食品中以补充缺硒地区硒的来源。
1、1利用有从酵母菌体提取蛋白质将提取的蛋白质产品中的核酸除去后获得的蛋白质色泽乳白、无异味, 纯度高。
目前酵母菌体蛋白已广泛应用于食品加工中, 可加入到面包、饼干中作为营养强化剂, 也可添加到香肠、火腿等食品中, 以赋予食品复杂而广阔的口味和浓郁感, 在食品加工领域中有着广阔的应用前景。
1、2 制取调味剂——酵母精酵母精是天然调味料的一大品系, 具有强烈的呈味性能, 且富含十多种氨基酸、肽、呈味核苷酸、维生素及微量元素等。
营养丰富、滋味鲜美、肉香味浓郁、后味悠长,集调味与营养两大功能于一体, 可与动物肉类提取物相媲美, 是味精、植物水解蛋白等调味料所无法比拟的。
在食品工业中, 可以广泛地应用于肉类、水产品、快餐、膨化等食品的加工, 起到改善产品风味、提高产品品质及营养价值等功能。
如与谷氨酸和食盐混合使用, 则几乎接近肉汤的天然味感。
此外酵母精还具有缓和酸味、除去苦味、屏蔽咸味及异味效果。
1、3 制取增鲜剂酵母菌作为人类的第一种/ 家养微生物, 不仅营养要求低,而且易于培养, 可以在短时间内获得大量的菌体。
啤酒废酵母的综合利用研究进展
啤酒废酵母的综合利用研究进展郭卫芸;高雪丽;肖付刚;许志红【摘要】分析了啤酒废酵母中的有效成分及研究利用现状,同时对啤酒废酵母的破壁问题进行了讨论.【期刊名称】《许昌学院学报》【年(卷),期】2010(029)002【总页数】4页(P99-102)【关键词】啤酒废酵母;营养;破壁方法【作者】郭卫芸;高雪丽;肖付刚;许志红【作者单位】许昌学院,化学化工学院,河南,许昌,461000;许昌学院,化学化工学院,河南,许昌,461000;许昌学院,化学化工学院,河南,许昌,461000;许昌学院,化学化工学院,河南,许昌,461000【正文语种】中文【中图分类】TS261.4近年来,我国啤酒工业发展迅猛,年产量已超过 3 000万吨,附带生产的废啤酒酵母总量也超过 20万吨.啤酒酵母的营养丰富,含有较高的蛋白质、葡聚糖、甘露聚糖、谷胱甘肽及核酸等成分,具有健胃滑肠、强化肝功、预防高血压、糖尿病以及延缓衰老等多种功效.因此,对废啤酒酵母的组分进行综合利用,可大幅提高啤酒工业的附加值,扩大啤酒企业效益.本文通过综述废啤酒酵母的营养成分、利用现状以及破壁等难点问题,力求为有效利用废啤酒酵母资源提供参考.废啤酒酵母属于啤酒工业中的副产物,其中含有大量的营养成分,包括蛋白质、谷胱甘肽、β-葡聚糖、甘露聚糖,以及丰富的维生素和矿物质等.对这些成分进行开发利用,对于进一步提高啤酒产业效益具有很高的实际价值.蛋白质是人类赖以生存的营养物质,目前,蛋白质的缺乏已成为国际性问题.啤酒酵母中蛋白质含量为 40%~50%,属于优良的蛋白质类型[1].实现从啤酒酵母中提取生物蛋白质是一条获得蛋白质的新途径.目前对啤酒中蛋白质的研究主要集中在利用生物技术、水解等方法对其进行提取,再经精制、干燥后得蛋白粉,并作为面包、香肠等产品的辅料,以达到增强面筋延展性、增加香气和提高营养价值的目的[2].也有人通过对所提取出来的蛋白质进行水解,生产富含氨基酸的优质调味品[3].谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸三种氨基酸组成的肽,存在于酵母、动物内脏以及谷类的细胞中,具有清除自由基、延缓衰老、排毒养颜等功效,可用于先天性肺病、白内障等疾病的治疗[4-6].啤酒酵母中的谷胱甘肽有两种,分别是还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG),一般后者的含量较高[6].目前所应用的提取方法主要有热水法、有机溶剂法、超声波辅助提取等[7].1.3.1 β-葡聚糖β-葡聚糖(SCG)是以β-1,3葡聚糖和β-1,6葡聚糖组成的一种混合性多糖,具有刺激免疫、降低血液中的胆固醇、抗肿瘤和预防炭疽热等功效,在食品工业中可用作功能性增稠剂、膳食纤维和脂肪替代品[8].β-葡聚糖存在于许多细菌、真菌和高等植物中,起着构建整个细胞壁骨架的作用[9].目前,从啤酒酵母中提取β-葡聚糖的方法主要有酸碱法、酶法以及碱酶结合法等[10].产品的纯度和得率是衡量提取工艺优劣的关键指标,目前研究较好的提取方法是酶碱结合法,可使产品纯度超过 85%,产率达到 10%[11].1.3.2 甘露聚糖酵母甘露聚糖是酵母细胞壁多糖中的一种糖蛋白,分子量约在 9万道尔顿左右.纯品为白色粉状固体,无毒、无异味,能溶于水,溶液有黏性.酵母甘露聚糖在微生物与微生物、微生物与动物细胞相互作用的过程中发挥着重要作用,主要表现为促进消化道内有益菌生长、维持消化道菌群动态平衡、刺激腹膜巨噬细胞产生干扰素、促进细胞产生抗体、增强机体的非特异性和特异性免疫反应等作用,可显著提高机体的抗病能力[12].从废啤酒酵母中提取甘露聚糖是一个解决啤酒工业污染,变废为宝、改善环境的有效措施,提取方法主要有碱液提取法、有机溶剂萃取法等[13].SOD(Superoxide dismutase)是超氧化物歧化酶的简称,具有抗衰老、抗炎症、抗肿瘤、抗自身免疫性疾病、抗辐射、抗休克等功效,对肌体具有较强的保护作用,被广泛应用于医药、食品、化妆品等行业[14].啤酒废酵母泥中含有丰富的 SOD,提取方法包括酵母自溶法、酶法、甲苯法、分布萃取法等[15],不同的提取方法对所得SOD活力及稳定性有较大影响.经过研究发现,甲苯法和分布萃取法对活力的保持效果较好,微波超滤法所得总酶活力可达到 3 000 u/mg,将是今后发展的方向.在纯化方面,DEAE-32纤维素柱层析法是一种简单高效的方法[16].核糖核酸作为重要的药物原料及食品添加剂被广泛用于医学及食品领域.例如,鸟苷酸(G MP)和肌苷酸( IMP)是强力助鲜剂,胞苷酸(CMP)和尿苷酸(UMP)可作为生产治疗癌症、肝炎及冠心病等药物的原料[17].啤酒酵母是核糖核酸的一个重要来源.对酵母中核糖核酸提取的关键在于啤酒酵母的破壁[18],目前,提取核糖核酸所用到的破壁方法有氨解法、浓盐法、碱法、高压均质法等[19-20],提取率一般在 3%~4%.将两种或两种以上方法相结合也可以有效地增加提取率,例如,何娟在100℃高温下,采用盐法和碱法相结合,提取 RNA收率就超过了 8%[19].啤酒酵母中含有较多种类的维生素和微量元素.啤酒干酵母中含有丰富的维生素B1,B2,B6,B12及叶酸、泛酸等生理活性物质,其中麦角甾醇含量为 126 mg/100 g,肌醇含量为 391 mg/100 g,生物素含量为 92.9 mg/100 g,这使啤酒酵母具有极高的营养价值.另外,啤酒酵母中矿物质含量也很高,据测定,啤酒干酵母中钾的含量为 2000μg/g,磷为1 290μg/g,铁为21μg/g,钙为80μg/g等.这些成分的存在大大提高了啤酒废酵母的开发利用价值.破壁是破碎酵母细胞的外壳,从而使细胞内含物释放出来的手段.啤酒废酵母的开发利用离不开破壁,这是因为啤酒酵母的细胞壁厚,结构致密,一般的工艺无法使其破裂[21-22].目前所研究的酵母细胞破壁方法有很多,可归纳为机械破壁和非机械破壁两大类.机械破壁是通过超声、搅拌等所形成的液体剪切力或者研磨、压榨、膨化等所形成的固体剪切力作用于酵母细胞,从而使其细胞壁破裂的方法;非机械破壁是通过化学分解、酶解、渗透等非机械作用,使酵母细胞壁结果变得疏松或破裂的方法.2.1.1 高压均质高压均质法破壁是通过突然增减压和高速冲击撞击,在撞击力和剪切力的共同作用下使酵母细胞壁破裂,从而促使酵母内溶物溶出的方法.这种方法具有处理量大、速度快的优点[23].但由于其有效破壁率不高,故需要结合其他破壁方式或者重复破壁.例如,采用重复3次高压均质破碎啤酒酵母,可使酵母细胞破壁率从低于40%提高到70%以上.将高压均质法和盐法结合,也能获得比使用单一方法更好的效果[24].2.1.2 高压脉冲电场高压脉冲电场可在瞬间使被处理细胞的细胞壁和细胞膜电位混乱,改变其通透性,甚至可击穿细胞壁和细胞膜,使其发生不可逆破坏,造成细胞新陈代谢紊乱,细胞中生长的必需组分流出,因此成为提取细胞中成分的理想途径.这种方法具有能耗少、处理时间短、效率高等优点,实验也证明了该法在细胞破壁方面的有效性[25].另外,该法也被大量用于杀菌研究[26-27].2.1.3 挤压膨化挤压膨化技术是利用温度、压力等作用,通过双螺杆或单螺杆设备使物料经过搅拌、升温、挤压、熟化、膨化等作用,挤出成型制成一种产品或使物料获得某种特性的技术.该方法是利用挤压膨化过程中细胞内水分汽化后在挤压腔内被压缩(1~10MPa),瞬间喷出 (0.1 MPa)形成的巨大压差,使酵母的细胞壁爆破性裂解而达到破壁的目的.破壁后酵母基本组分基本未受破坏,可以同时获取甘露聚糖、蛋白质和葡聚糖等多种组分,实现综合利用.2.1.4 其他目前被研究用于酵母破壁的方法还有研磨法、超声波法、反复冻融法、超微粉碎法等.研磨法是利用研钵、球磨等研磨器械所产生的剪切力,配合研磨剂共同研磨,利用研磨剂和酵母细胞之间的互相剪切、碰撞,促使细胞壁破裂的方法.超声波破壁是利用频率在 20 kHz以上的弹性机械震动波,与液体介质引起空化作用,产生大量直径10μm的空泡,空泡爆裂后产生高达几千大气压的冲击波和局部高温,从而使细胞破碎.反复冻融法是多次将细胞冻结后再融化.冻结的作用是破坏细胞膜的疏水键,增加其亲水性和通透性,同时由于细胞内水的结晶使细胞内外产生溶液浓度差,产生渗透压,并且细胞内形成的冰晶也会破坏细胞壁.超微粉碎的粉碎粒度可以达到微米级,也是一种较为有效的破碎细胞壁的方式.2.2.1 化学分解酵母细胞壁的主要构成为葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、几丁质、脂类等,外层为甘露聚糖,中间为蛋白质,内层为葡聚糖.这种方法是通过化学试剂对组成细胞壁或细胞膜的结构成分的分解作用,使细胞壁变薄甚至消失,从而使内部成分溶出.目前在研究酵母破壁中所用的的化学试剂主要有阴阳离子洗涤剂、甘氨酸、NaOH溶液、氨液等.2.2.2 生化法生化法破壁酵母细胞主要包括酶解以及促进酵母自溶两种.酶解法是利用酶对构成酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质等成分具有催化水解的作用,打断其致密的网状结构,从而达到破壁的目的.目前研究中所用到的酶的类型有很多,包括蜗牛酶、溶菌酶、β-葡聚糖酶、蛋白酶、甘露聚糖酶等[28-32].蜗牛酶和溶菌酶效果较好,但价格较高;单一使用蛋白酶、甘露聚糖酶等效果均不理想,但复合两种以上酶会产生较好的协同作用,是目前研究的热点.自溶法是通过啤酒酵母在一定的条件下,体内的酶类对其细胞壁发生作用,从而使酵母内部的成分溶出的方法[33-34].由于在啤酒生产过程中,酵母的自溶现象会降低啤酒生产效率,导致风味劣变、酒体浑浊,所以很少应用.2.2.3 溶解法某些有机溶剂对啤酒酵母细胞壁的成分具有溶解作用,例如氮酮对生物膜类脂的特异性溶解作用,可以使酵母菌细胞内膜类脂流动性增强,促进酵母菌体内蛋白质释放[35].具有类似作用的有机溶剂还包括甲苯、氯仿、丙酮等.但是,由于有机溶剂易燃且易造成污染,所以应用并不广泛.2.2.4 其他酵母的破壁方法还有盐溶法及多种方法结合使用等[36].盐溶法是通过调节酵母所处环境的渗透压,使细胞壁或细胞膜的通透性增大的方法.为了更有效地提高有效成分的提取率,常将两种或者几种破壁方法结合使用,例如挤压膨化法与酶法相结合,高压均质法与盐溶法相结合等,均可获得较为理想的效果.另外,热水处理也是一种较为简便的方法[37].综上所述,废啤酒酵母中的营养成份不但种类齐全,而且含量丰富,是极具开发潜力的啤酒工业副产物.在开发利用这些有效成份的过程中,需要解决的首要问题就是啤酒酵母的破壁问题,因此寻找一种效率高、对目标产物破坏小的破壁方法是决定废啤酒酵母能否被成功利用的关键所在.这不但需要研究人员针对性的克服破壁难题,而且需要从业人员能够结合啤酒生产及废酵母利用中的实际情况,系统设计切实可行的利用模式,从而实现啤酒废酵母附加值的有效提升.另外,废啤酒酵母的开发利用,还可以降低其对环境尤其是水资源的污染,具有良好的社会效益.【相关文献】[1] 贾冬舒.利用生物技术从啤酒酵母泥中提取生物蛋白质的研究[J].浙江工业大学学报,2003,31(2):213-215.[2] 孙凌雪.啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究[J].酿酒,2004,31(5):96-98.[3] Hee J C,Hyun J,Man J I.Utilization of brewer’s yeast cells for the production of food-grade yeast extract.Part 1:effects of different enzymatic treatments on solid and protein recovery and flavor characteristics[J].Bioresource Technology,2001(3): 253-258.[4] Sharma Y R,Vauparee R B,Bharmagar R.Topical glutathione therapy in seoile cataracts[J].Ataract-Ⅲ.Indian J ophthalmol,1989,37(3):235.[5] Georage J,AllanD,Richard C.Effectof glutathione aerosolon 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啤酒发酵废酵母排放工艺
啤酒发酵废酵母排放工艺啤酒,谁不喜欢呢?一杯冰凉的啤酒,特别是在夏天,简直让人心情大好。
可是,提到啤酒的生产,大家可能就没那么兴奋了,毕竟那背后可不是光鲜的流程。
而发酵废酵母的处理,哎哟,真是一门学问。
这个话题乍一看可能不太吸引人,但其实里边的门道多得很,今天就来聊聊这个看似枯燥却又充满趣味的事情。
咱们先说说酵母吧。
它是啤酒发酵的“功臣”,在糖分的陪伴下,酵母开足马力,把糖转化为酒精和二氧化碳。
这一过程就像是在举办一场盛大的派对,酵母们在里面狂欢,嗨到不行。
可一旦派对结束,留下的就是一堆废酵母,别看它们曾经风光无限,最后可就没啥用处了。
废酵母的处理可不是小事,得好好琢磨。
说到废酵母,很多人可能想:这不就是一堆垃圾吗?可别小看它,废酵母可是个“宝藏”。
它富含蛋白质、维生素和矿物质,很多时候可以用作动物饲料,给小动物们补补身子。
如果用得好,还能转化为肥料,让土地更肥沃。
真是“废物利用”,一举多得,绝对是环保的一种体现。
不过,处理废酵母可不是随便一丢了事,首先得考虑它的去向。
直接扔掉,不仅浪费,还会对环境造成负担,简直是对大自然的不尊重。
想想看,大家辛辛苦苦酿出来的啤酒,最后却沦为垃圾,谁能忍受这种心碎的场景呢?所以,企业们开始研究如何将废酵母变废为宝,搞得风生水起。
现在很多啤酒厂都在研究各种处理工艺,有些甚至搭上了科技的快车,利用先进的生物技术,把废酵母转化成有价值的产品。
比如,某些高科技企业通过发酵和分离技术,把废酵母变成了营养补充剂,市场上热销得不要不要的。
可见,只要用心,废酵母也是个“金矿”。
可能有人会问:“那这些工艺具体是怎么操作的?”处理过程并不复杂。
首先是收集,酵母经过发酵后,直接收集起来。
然后通过干燥、粉碎等一系列工序,把它变得更易于保存和运输。
经过检测和加工,变成符合标准的产品,这就大功告成了。
可别以为这事就这么简单,过程中的每一步都需要技术支持和严格把控。
比如,废酵母中的微生物、杂质都得经过严格筛选,确保最终产品的质量。
浅谈啤酒废酵母的综合利用
浅谈啤酒废酵母的综合利用
徐慧;刘建军;赵祥颖
【期刊名称】《酿酒》
【年(卷),期】2008(035)001
【摘要】啤酒废酵母富含蛋白质、核酸、维生素、矿物质等多种营养成分,搞好综合利用,具有重要的意义.主要论述了啤酒废酵母综合利用现状及前景.
【总页数】3页(P47-49)
【作者】徐慧;刘建军;赵祥颖
【作者单位】山东农业大学食品科学与工程学院,山东,泰安,271018;山东农业大学食品科学与工程学院,山东,泰安,271018;山东省食品发酵工程重点实验室,山东,济南,250013;山东省食品发酵工程重点实验室,山东,济南,250013
【正文语种】中文
【中图分类】TS262.5;TS261.9;TS261.11
【相关文献】
1.啤酒废酵母综合利用研究新成果 [J], 胡彦营
2.啤酒废酵母的综合利用研究进展 [J], 苏海荣;王家林
3.浅谈啤酒废酵母的综合利用 [J], 李洪亮;田野
4.啤酒废酵母泥综合利用的研究 [J], 李科德;曾庆孝
5.啤酒废酵母的综合利用研究进展 [J], 郭卫芸;高雪丽;肖付刚;许志红
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啤酒酵母泥综合利用
• 工艺流程: 酵母泥→离心、洗涤→脱苦脱色→酵母自溶→ 上清液→浓缩→调味品
离心→压滤 蛋白渣→发酵→酱油
• 2.3生产啤酒废酵母抽提物
酵母抽提物又名酵母精,是利用废弃酵母采 用酸法、碱法和自溶处理而得到的一种食品营养 添加剂。这种添加剂中富含蛋白质、氨基酸,尤 其以赖氨酸的含量最为丰富,而且还含有丰富的 B 族维生素、矿物质、核糖核酸及其降解物、有 机酸和糖类,
是啤酒酿造后沉降于发酵罐底部的酵母泥,由大
量的具有一定生物活性的酵母细胞和酒花碎片组
成。
•
近年来,随我国啤酒工业迅猛发展,啤酒酵
母是啤酒生产的主要副产物,约占啤酒产量的
1.5%,其中仅有 40%~50%的酵母被回收利用,
其余的50%~60%都被废弃掉。 据估算 2006 年有
近 53 万吨的酵母泥被废弃, 2008 年所产的剩余
参考文献
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啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究
啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究啤酒废酵母是啤酒生产过程中产生的一种副产品,主要成分是蛋白质、维生素、氨基酸等。
废酵母不仅可以用于生产酵母蛋白营养粉,也可以用于生产酿酒等。
本文将从啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究入手,探讨啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺流程、技术要点、产品特点等内容,为废酵母资源综合利用提供技术支持。
一、啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺流程1.原料的准备啤酒废酵母的主要成分是蛋白质,因此生产酵母蛋白营养粉的第一步是收集足够的啤酒废酵母作为原料。
在收集啤酒废酵母时,需要注意保持其新鲜度,避免发霉、变质等情况。
2.酵母蛋白的提取啤酒废酵母中含有大量的水分,需要对其进行脱水处理。
常用的方法有压滤、离心等。
脱水后的酵母蛋白经过破碎,进一步提取酵母蛋白。
3.保鲜处理提取出的酵母蛋白需要进行保鲜处理,常用方法包括冷冻、真空包装等。
4.加工制成酵母蛋白营养粉保鲜处理后的酵母蛋白进入研磨机进行粉碎,然后经过过筛、包装等步骤,最终制成酵母蛋白营养粉成品。
二、啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的技术要点1.原料处理技术啤酒废酵母的收集、脱水处理是关键的环节,需要选择合适的设备和工艺,保证提取出的酵母蛋白质量。
2.酵母蛋白提取技术酵母蛋白的提取需要选择合适的方法,包括破碎、萃取、精制等步骤,确保提取出的酵母蛋白的纯度和活性。
3.保鲜处理技术酵母蛋白的保鲜处理需要控制温度、湿度等条件,可以采用冷冻、真空包装等技术手段,延长酵母蛋白的保存期限。
4.成品加工技术酵母蛋白营养粉的加工需要选择适当的设备和工艺,包括研磨、包装等环节。
三、酵母蛋白营养粉的产品特点1.蛋白质含量高由于啤酒废酵母主要成分是蛋白质,提取出的酵母蛋白营养粉含有丰富的蛋白质,是优质的蛋白营养补充剂。
2.营养丰富酵母蛋白中含有丰富的氨基酸、维生素等营养成分,对人体健康有益。
3.用途广泛酵母蛋白营养粉可以用于食品、保健品等领域,具有广泛的应用前景。
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分类号:密级:学号:毕业设计题目:啤酒废酵母的回收利用学生姓名:刘元元所在系部:化学工程学院专业:应用化工技术指导教师姓名:刘芳2015 年 6 月21 日啤酒废酵母的综合利用随着啤酒行业的快速发展,啤酒废酵母产量也日益增长. 目前,我国啤酒企业有500多家年产啤酒近3000多万吨,每年产啤酒废酵母60 ~90万吨,合理地利用啤酒废酵母进行开发和深加工,可以减少资源的浪费并能有效的降低环境污染,为啤酒工业治理“三废”找到了一条有效的途径,同时能够给啤酒企业带来可观的经济利益[ 1 ]. 啤酒废酵母的应用范围很广,可用于食品、医药等领域. 本文具体介绍利用啤酒废酵母生产酵母浸膏、天然调味品,超氧化物岐化酶(SOD)以及利用啤酒废醇母生产饲料、酵母精、谷胱甘肽、海藻糖和核酸的研究情况,为合理开发啤酒废酵母提供一些依据.1分析:1.1啤酒废酵母的营养成分啤酒废酵母含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪粗纤维、矿物质等多种营养成分,干燥酵母的具体营养成分见。
啤酒干酵母中含有丰富的维生素B1,及B2B6B12叶酸、泛酸等生理活性物质。
酵母中的蛋白质含量较高,并含有18种氨基酸,其中人体必需的8种氨基酸含量及氨基酸的组比例接近联合国粮农组织(FAO)推荐的理想氨基酸的比例,具有较重要的氨基酸药理作用。
2应用:2.1生产酵母浸膏酵母浸膏是借酵母菌体的内源酶(蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等)将菌体的高分子物质水解成小分子而溶解所得的物质。
酵母浸膏可用于生物培养、食工业调味滋补剂及医药工业高级营养制品等。
酵母浸膏的生产工艺流程:啤酒废酵母-预处理-自溶-浓缩-调配-成品。
为了提高成品的感官质量,成品中-NH2含量及收率,去除酵母泥中残余的酒花苦味,须对废弃啤酒酵母进行预处理,使细胞壁组织疏松,便于提取。
ShotipA等人发现采用旋转式微滤装置对啤酒废酵母进行脱苦处理,效果较好,并且可以通过调整旋转速率来平蛋白质提取率及脱苦效率。
啤酒废酵母自溶是一个比较复杂的过程,受到较多因素的影响。
吴方思等对啤酒废酵母自溶条件进行了优化,得出影响酵母自溶的因素依次为:pH>加水量食盐用量>温度;酵母自溶最适条件为:pH6.0,加水量250%,食盐用量2%,温度50度;氨基氮收率5.14但吴鑫颖等人却发现影响酵母自溶的因素依次为:度>pH值>食盐用量>加水量;自溶最佳条件为:温度40度,pH5.0,食盐用量1.0%,加水量200%,自溶48h氨基氮收率可达到5.942%。
宋莲军等人研究发现酵自溶的最佳条件为:加水量为1/2,pH6.5,在47-52 .下自溶24h,氨基氮含量可达到549mg/100mL。
添加一定量的酶能促进啤酒酵母溶解。
研究表明,葡萄糖糖化酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、真菌酸性a-1蛋白酶、木瓜蛋白酶对酵母自溶有促进作用,使用葡萄糖化酶时,自溶液中含较高的葡萄糖,但其中a-NH2含量却比不上使用蛋白酶时a-NH2的含量。
祝忠付现,添加中性蛋白酶及葡聚糖酶对酵母自溶有较大帮助,食盐对酵母自溶有促进作用,在50度下酶解20h,氨基酸浓度达到560mg/100mL。
陈洁等人研究了机械破壁、pH值以及麦芽根核酸酶对啤酒酵母自溶作用过程的影响,得出均质破壁能显著提高自溶速率及酵母抽提物中蛋白质和核苷酸的含量,麦芽根核酸酶的加入有效地提高了酵母抽提物中5-核苷酸含量,啤酒废酵母经预处理后,加入一定量的核酸酶,在40MPa下均质3次,然后升温到55度,自溶30h得到酵母抽提物中5-核苷酸,含量高达6.37mg/g。
从以上研究可看出,影响啤酒废酵母自溶的因素较多,主要有温度、值、自溶时间、加水量、助溶剂、酶、pH等,但影响因素的先后次序则并没有唯一确定,这就需要研究者根据具体条件来确定。
2.2生产营养调味品利用废酵母可以生产富含多种氨基酸、多肽、呈味核苷酸、维生素、多种微量元素的调味品,产品不仅滋味鲜美,而且营养丰富,是当今市场较流行的集调味、营养功能于一体的天然食品。
利用啤酒废酵母生产营养酱油,其方法有两种:一种是利用废酵母自溶液和豆粕按一定比例发酵而成;另一种是将废酵母自溶液和不同鲜味剂调配而成。
胡根河采用第一种方法生产营养酱油,其工艺流程为:啤酒废酵母-预处理-自溶水解液麸皮,豆粕-混合润水-煮沸-通风制曲-成曲-发酵-浸泡-淋油-灭菌-成品酱油第二种方法的生产工艺流程为:啤酒废酵母-预处理-自溶-过滤-调配-灌装-杀菌-营养酱油Koutinas.AA等发现在使用啤酒废酵母生产酱油过程中,啤酒废酵母的自溶程度受pH影响较小,但受温度、初始固体浓缩物浓度和发酵周期影响较大。
2.3生产胞壁多糖酵母细胞壁由85%-90%的碳水化合物及10%、15%的蛋白质组成,约一半的碳水化合物主要为葡聚糖和甘露聚糖,细胞壁中还含有大量甘露糖蛋白。
葡聚糖和甘露聚糖在人的消化道中难以被消化,可作为膳食纤维发挥作用,并具有增强细胞免疫力、提高巨噬细胞活性及治癌等功效。
刘烺新等采用酵母自溶与机械破碎相结合的方法提取胞壁多糖,使得胞壁多糖得率达到10%,纯度达83%。
其提取工艺为:酵母沉淀-自溶-机械破碎-碱溶-中和-沉淀-洗涤-分离-烘干。
张玉香、尹卓容用酶法从啤酒酵母中提取的甘露糖蛋白,经乙醇沉淀和层析提纯,样品中含多糖88%,含蛋白质12%,薄层层析表明单糖组分中只有甘露糖。
2.4生产超氧化物岐化酶(SOD)超氧化物岐化酶(SOD)是一种含有铜、锌、铁、锰的新型金属酶, 1938年由Mann和Keilin首次从牛红血球中分离出一种蓝色铜蛋白(最初定名为血铜蛋白Hemocuprein) ,而在1969年由Mccord和Fridovich发现其能够催化超氧阴离子自由基发生歧化反应而命名[2, 3 ]. SOD在生物体中普遍存在,是一种重要的氧自由基清除剂,该酶作用于底物超氧阴离子(O2) ,将其分解成O2和H2O2, H2O2 再经过氧化物酶与过氧化氢酶的催化变成H2O,从而解除了超氧阴离子对生物体细胞的损伤,发挥着有效的清除作用和生理效用. 因此,它对机体的防护和抗衰老、抗炎症、抗肿瘤、抗自身免疫疾病、抗辐射、抗休克、抗氧中毒等均有积极的作用,已受到国内外医药界和生物化学界的高度重视,同时它还被越来越多地应用于食品及化妆品添加剂等领域. 如在化妆品市场上,尤其引人注目,像大宝、霞飞、奥琪、隆力琪等品牌都冠之为SOD面蜜. 在食品领域,目前已面市的有SOD啤酒、SOD蛋黄酱、牛奶、可容性咖啡、奶糖、酸牛奶等保健食品. 可见, SOD具有广阔的应用前景.目前,国内SOD基本上是以动物血为原料制备,典型的制备工艺是先经溶血,然后,采用热变和有机溶剂处理提取,最后用柱层析纯化. 这种方法的缺点是易受原料来源、产率、产品质量不稳定及安全性等方面的限制,而用微生物为原料制取SOD,具有原料便宜易得,可以规模化生产的优点. 近年来,国外利用微生物发酵生产SOD的相关报道很多,其中发酵法生产SOD是一条经济可行的途径. 国内对微生物SOD的研究主要集中于微生物细胞中SOD的含量、酯的活性测定及其提取方法等方面的研究. 研究表明,酵母细胞中含有较多的SOD,因此,作为生产SOD的材料来源之一,它具有繁殖快,代谢时间短,产率高,易培养,易大规模工业化生产,不受季节与自然条件的限制等优点.以酵母菌为例,因为SOD属于胞内酶,在提取SOD前必须对细胞进行破壁处理,通常采用的方法有细胞自溶法、酶法、甲苯法、异丙醇法和氯仿一乙醇法. 在细胞破壁之后,要经过离心,盐析,透析,离子交换层析2~3次和凝胶层析等工艺,得到精制的SOD. 国内西北大学化工学院的杨明琰等人[ 4 ]利用酿酒酵母CNU94经发酵培养后,离心收集菌体,将菌体用甲苯法破壁得到粗酶液调节pH除杂蛋白,丙酮二次沉淀后,用DE2AE - 32纤维素柱层析梯度洗脱,得到纯化的SOD, ,其比活为3500 u/mg,收率为58. 3%. PAGE电泳后的活性染色显示,酵母超氧化物歧化酶具有4条明显的同工酶. 该样品KCN, H2O2, CHCl3 - 乙醇抑制试验,酶类型为Cu/ZnSOD. 沈阳药科大学的苏昕[ 3 ]用已筛选出的一株Y12酵母菌对其在优化培养条件下发酵培养得到湿菌体,破壁抽提得SOD粗酶液,采用硫铵盐析、丙酮沉淀、Sephadex G 100凝胶过滤和QAE - Sephadex A -50离子交换柱层析,分离得到醇母SOD并测定其部分酶学性质. 但是针对啤酒废酵母,必须先进行预处理,将回收的啤酒废酵母泥用2~3倍的无菌冷水洗涤,用80目~100目的不锈钢孔板筛过滤,除去酒花树脂等杂质. 离心分离后,再用无菌冷水清洗1~2次,直到所有上层清液无色无味,酵母呈现纯白色为止. 然后将处理过的酵母泥加入萃取剂进行破壁处理,离心后得到酵母SOD的粗酶液. 然后经过除杂蛋白、有机溶剂沉淀、离子交换柱层析等工艺得到外观带淡蓝绿色的精品SOD[ 5]。
2.5生产饲料目前我国啤酒工业对啤酒酵酒的回收利用已初步取得成绩. 啤酒废醇母含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪、粗纤维、矿物质等多种营养成分,因此,经过处理后的啤酒废酵母在干燥之后,可以作为生产蛋白饲料的添加剂,通常作为配制其他混合饲料的蛋白源,可配制畜牧、鱼虾等饲料,生产工艺流程为:酵母泥→酵母浆→滚筒干燥→成品除此之外,还可以利用啤酒废酵母生产混合饲料. 如一个年产12万吨啤酒、116万吨麦芽的啤酒厂,每年生产800吨混合饲料,可创产值1120万元/年,获利润500万元以上. 生产混合饲料的工艺流程为:酵母泥(麦糟、硅藻土) →压滤→干燥麦根混合粉碎→制粒→成品[1]2.6生产酵母精酵母精又称为酵母抽提物,属于酵母分解型天然调味料. 它是以酵母菌体为原料,经自溶等工艺制成的,内含十多种氨基酸、核苷酸、肽类化合物、维生素及微星元素等. 酵母精作为一种重要的调味原料,具有营养丰富,滋味鲜美,肉香味浓郁而持久,具有独特的调味效果,添加到各类食品中,能很好地改善产品风味,提高产品品质,现已在欧美、日本等发达国家的食品工业中得到广泛应用,而国内在这一领域还需要进一步发展[7 ]. 1993年世界酵母精的产销量达5万吨,每年以20%的速度增加,到目前为止已占去全球增鲜剂份额的35%以上. 目前国内醇母抽提物的市场售价为2万元/吨,成本不过3000元[9 ]。
利用啤酒废酵母生产酵母精,首先将新鲜的啤酒废酵母倒入洗涤槽,反复用水洗涤,直到没有发酵液及酒花味为止,然后将洗好的酵母进行分离浓缩,板框压滤,转入自溶罐中做自溶处理,即采用6% (体积比)的酒精,在45~65℃的温水下溶解,搅拦20~24h. 当醇母自溶结束后进行分离收集上清液,对上清液进行浓缩,得到的糊状物可经过喷雾干燥制得酵母精.2.7提取谷胱甘肽谷胱甘肽( GSH)是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的天然三肽,又称为还原型谷胱甘肽,广泛存在于生物体内,是主要的抗氧化剂,参与细胞内的多种反应,又是多种酶反应的辅酶,对生物分子上的巯基起保护作用. 此外,还有防止脂质氧化、解毒、防止白内障发展和保护皮肤等作用,临床用于中毒性肝炎和感染性肝炎治疗,癌症辐射和化疗的保护,对肺纤维化、肝癌、卵巢癌、爱滋病也是有益的联合用药. 谷胱甘肽在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用价值[6, 8 ]. 啤酒发酵工业产生了大量的废酵母,价格低廉,可以充分利用这些资源来提取生产谷胱甘肽,提高啤酒废酵母的附加值. 用啤酒废酵母提取谷胱甘肽的工艺流程为[9 ]:啤酒废酵母→洗涤、过筛→醋酸抽提→离心→分离纯化→成品此外,湖北工业大学的邱雁临等人[10 ]研究利用壳聚糖作为吸附剂,采用吸附层析的方法从啤酒废酵母中提谷胱甘肽,研究结果证明此方法可行.2.8提取海藻糖海藻糖是由两个葡萄分子通过半缩醛羟基缩合而成的非还原性双糖. 天然海藻糖是白色晶体,具有甜味,作为一种应急代谢物,能赋予动物、植物和微生物抵抗营养缺乏,抗高温、低温、干燥、高渗透压、有毒物质等恶劣环境的能力,它具有在恶劣环境下保护生物体的生物膜、脂质体、蛋白质、核酸等结构和功能的特殊功效. 作为一种生物添加剂,海藻糖在生物制品活性保存以及食品、化妆品、农业、医药等方面有着广泛的应用前景. 利用啤酒废酵母提取海藻糖的工艺流程:啤酒废酵母→洗涤离心→加热预处理→乙醇浸提→冷却离心→上清液浓缩去醇→加足量醋酸铅溶液→过滤→滤液加足量固体草酸钠除铅→过滤→活性碳脱色→阴阳离子交换→浓缩→乙醇结晶→过滤及干燥→成品。