啤酒废酵母综合利用研究新成果

率可达 91.71%, 经纸层析对照 , 成品为 海藻糖 ,
纯度为 96.85%。
2 提取葡聚糖
β -1, 3 -葡聚糖是一种活性强 、无毒副作用 的高效生物应答 物 (BRMS), 也 是一种低热量食 品原料 , 具有抗肿瘤 、增强机体免疫力 、抗菌抗病 毒等功能和预防糖尿病 、心血管病的控制体重等 作用 , 已被广泛应用于医药 、食品行业 。酵母细胞 壁中含有大量的 β -1, 3 -葡聚糖 , 如将酵母抽提 物与 β -1, 3 -葡聚糖生产进行联产 , 回收自溶残 渣中的 β -1, 3 -葡聚糖 , 就能充分利用资源并获 得高附加值产品 [ 7] 。
7 生产食用蛋白
啤酒废酵母菌体含有丰富的蛋白质 , 是获取 天然氨基酸调味料的最佳资源 。废酵母蛋白质经 降解后的产物是肌苷酸和鸟苷酸的复合物 , 可作 为鲜味蛋白质广泛应用于肉类 、水产品 、酱油等食 品工业 , 对改善产品风味 、提高产品质量 、降低生 产成本等方面起到积极的作用 。
近几年 , 国内对这种抽提物的需求量很高 , 但 主要依赖进口 。其原因是啤酒酵母的脱苦 、脱臭 工艺不完善 , 且酵母细胞壁坚硬 , 破碎技术未得到 很好解决 , 酵母中营养风味物质的抽提率偏低 , 至 使产品成本高 。
足量醋酸铅溶液
足量固体草酸钠
↑
↑
冷却 ※离心 ※上清液浓缩 ※过滤 ※滤液 ※过滤 ※
活性炭脱色 ※阴阳离子交换 ※浓缩 ※乙醇结晶 ※
过滤 ※洗涤 ※干燥 ※成品
谭海刚等人用此工艺获得的成品中海藻糖含
量为 96.85%, 蛋白质含量为 0.14%, 其他物质含 量 为 3.01%。 确 定了 加 热预 处 理最 佳 温度 为
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《江苏调味副食品 》 2007年 第 24卷 第 3期 (总第 105期 )
作用 。 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[ 6] 。
从啤酒废酵母中提取海藻糖的工艺流程 :
乙醇 ↑
啤酒废酵母 ※洗涤 ※离心 ※加热预处理 ※浸提 ※
通过正交试验显示叶酸最佳提取工艺为 :以 0.01M pH值 7.5磷酸盐缓冲液为提取剂 , 料液比 为 1∶5, 提取温度 50℃, 提取时间为 1 h。 按照上 述工艺 , 可从 180 g啤酒废酵母提取到约 1.4 mg 的叶酸 , 具有较高的经济价值 。
虽然本提取工艺具有较好的提取效果 , 啤酒 废酵母中叶酸的含量相对其它物种而言也较高 , 但由于物种中叶酸的含量总的来说还是较低的 , 因此, 必须对提取液进行浓缩 , 以有利于喷雾干 燥 [ 8] 。
6 生产营养饮料
工艺流程 : 废酵母 ※过筛 ※洗涤 ※离心分离 ※脱臭 ※脱苦 ※ 离心分离 ※酵母泥 ※调配 ※自溶 ※加热灭酶 ※ 离心分离 ※上清液 ※勾兑饮料
通过试验数据 的分析以及对 成品的感 官评 定 , 确定 自 溶 最 佳条 件 :pH值 6.0 左 右 , 温 度 55℃, NaCl添加量 4%, 蛋白酶添加量 0.02%, 自 溶时间 48 h, 勾兑饮料时试剂最佳添加量为酵母 添加 15%, 白砂糖添加量 4%, 柠檬酸 0.3%。 此 条件获得的成品呈淡黄色 , 体态均一 、透明 , 口感 甜酸 , 有香鲜味 。 氨基氮含量为 0.53 g/dL, 糖度 为 4%, 可溶性固形物含量为 58.9 g/kg。 因此 , 以啤酒废酵母为原料生产营养饮料 , 实现了变废 为宝 , 具有良好的市场前景 [ 11] 。
啤酒废酵母泥过滤去杂后 , 离心收集酵母沉 淀 , 所得的酵母加入 2% NaCl溶液 , 于 50℃自溶 16 h后按 100 U/g湿酵母添加木瓜蛋白酶 , 继续 自溶 18 h后离心 , 沉淀用 2%的 NaOH溶液分散 , 80℃水浴处理 3 h, 再离心去上清 , 沉淀用蒸馏水 清洗 3 ～ 4遍后进行真空冷冻干燥 , 粉碎得成品 。
1 提取海藻糖
海藻糖对生物体和生物大分子有良好的非特 异性保护作用 , 如在干燥过程中海藻糖对这些酶 类 、病毒 、疫苗 、抗体和重组蛋白等具有明显保护
修回日期 :2007 -03 -05 作者简介 :胡彦营 (1980 -), 男 , 山东济宁市人 , 助教 。 研究方向 :微生物技术应用 。
试验结果表明 :啤酒废酵母酸奶的最佳工艺 条件为 :啤酒废酵母 ∶牛奶 =1∶2, 接种量 1%, 加 糖量 10%, 发酵时间 4 h。
工艺流程为 :
蔗糖 ↑
鲜奶 ※调配 ※过滤 ※预热 ※均质 ※杀菌 ※冷却 ※ 接种 ※灌装 ※发酵 ※冷却 ※冷藏 ※成品
以啤酒废酵母为原料制作的酸奶制品 , 风味 独特 , 酸甜适口 , 营养丰富 , 集中了啤酒废酵母富 含 Se和酸奶的保健功能 , 是一种新型的优良保健 饮品 , 具有较高的营养价值 , 市场前景广阔 [ 10] 。
3 提取叶酸
叶酸又名 VitM, 为蝶酰谷氨酸 (PGA)。 叶酸 对细胞分裂和生长具有特别重要的作用 , 人体缺 乏叶酸会引起巨红细胞贫血 、智力退化 、精神病 、 生长发育不良 、妊娠中毒和早产等病症 。
从啤酒废酵母中提取叶酸的工艺流程 : 啤酒废酵母 ※预 处理 ※提取 ※冷冻高速 离心 ※ HPLC检测 ※过滤 ※浓缩 ※喷雾干燥 ※产品
应国清等 研究了在游离 酵母体系下的 CTP 合成 , 使得成本大大降低 ;啤酒废酵母也起到了很 好的二次利用 。与传统工艺相比较 , 具有简化操 作程序 , 酶活高等优点 。通过正交优化后 , 得到整 个反应体系的最佳条件为 :在 25 g酵母量中加入 20 mL底物溶液 , 底物溶液包括 CMP60 mmol/L、 葡萄糖 150 mmol/L、磷 酸 盐缓 冲液 (钠 盐 )250 mmol/L、氯 化 镁 8 mmol/L、 pH值 为 6.0, 温 度 35℃、反应时间 2.0 h, 并添加 3 mmol/LATP及 3 滴吐温 。
在酸碱法 、酶碱法和自溶法 3种酵母 β -1, 3 -葡聚糖提取工艺中 , 自溶法对蛋白质的去除最
为有效 , 其提取蛋白质含量最低 , 在多糖含量上 , 酸碱法的最高 , 自溶法次之 , 酶碱法最低 , 而采用 自溶法时 , β -1, 3 -ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚糖的得率最高 , 产物的 色泽浅 。
而采用自溶 -酶 -碱法是将自溶法与酶碱法 结合 , 可提高产品利率和纯度 , 减少对环境造成的 酸碱污染 , 实验证明 , 从酵母废啤酒酵母泥中提取 β -1, 3 -葡聚糖 , 得率高达 10.8%, 其多糖含量 为 87.7%, 色泽乳白 , 无味无臭 。 经紫外光谱 、红 处光谱与气相色谱分析结果表明 , 提取物由葡萄 糖通过 β -糖苷键连接而成 , 不含核酸和蛋白质 。 且可与酵母增鲜剂联产 , 是一种理想的酵母 β 1, 3 -葡聚糖制备方法 。其工艺过程为 :
105℃, 最佳时间为 4 h, 经加热预处理后 , 可使海
藻糖失活并使酵母细胞壁和细胞膜受到一定程度
的破坏 , 有利于海藻糖的渗出 , 提高提取率 。并且
确定了提取海藻糖的适宜条件 :乙醇浓度为 60% (v/v), 提 取温度为 80℃ ±1℃, 提取 时间为 30
min, 酵母质量浓度为 100 g/L。 在此条件下 , 提取
酵母的开发和利用 , 具有很大的经济效益和社会 效益 。 加强啤酒废酵母的综合利用 , 增加附加值 , 才能提高相关产业在国际国内市场的竞争能力 。 国内外许多学者都对此进行了卓有成效的探索和 尝试 , 为合理利用这一资源 , 变废为宝提供了很多 可行途径[ 3 -5] 。 本文收集了部分啤酒废酵母利用 的最新研究成果 , 以供参考 。
New studyonthecomprehensiveutilizationofwastebeeryeast
HUYan-ying
(BiologyDepartmentofJiningInstitute, Qufu, Shandong, 273155)
Abstract:Wastebeeryeasthasawideapplicationinfoodindustry, medicineindustryandfeedindustry.Trehalose, glucan, folateandoxycytidinetriphosphateCTPcanbeextractedfrom wastebeeryeast.Somelatestapplicationsof wastebeeryeast, suchasyoghourtproduction, brewageproduction, andtheproductionofedibleproteinarealsodiscussed. KeyWords:wastebeeryeast;comprehensiveutilization;newapplication
在该条件下 , 各个批次的转化率都能维持在 80%以上 。 这说明利 用游离的废 啤酒酵母 进行 CMP的转化具有良好的效果 , 这为 CTP工业化生 产提供了扎实的基础 [ 9] 。
5 制造营养酸奶
啤酒废酵母含水分为 75% ～ 80%左右 , 除水 之外的主要成分是蛋白质 、核酸 、B族维生素和矿 物质元素等成分 。啤酒废酵母中的氨基酸组成比 例接近联合国粮农组织 (FAO)推荐的理 想氨基 酸组成值 , 啤酒废酵母中还含有丰富的人体必需 的微量 元素 。 如 P、Fe、Ca、Mg、Zn、Mn、 Se和 Cr 等 。 Cr和 VitB2 结合的化合物能维持人体正常血 糖值 , Se可以保护心脏 , 抑制心 血管病的发生和 发展 , 防止克山病的关节炎 , 尤其可以防止癌症 。 啤酒酵母易富集 Se元素 , 可以用特殊工艺来制取 Se酵母 , 添加到酸奶中作为微量元素 Se的来源 。
0 前言
啤酒废酵母是啤酒生产重要的副产物 , 大部 分啤酒厂将废酵母排掉或作为饲料 , 不但污染了 环境 , 也造成了资源的浪费 , 没有形成对副产物的 真正综合利用 [ 1, 2] 。 实际上 , 啤酒废酵母 中含丰 富的蛋白质 (约占啤酒废酵母质量的 50%), 而且 蛋白质中由各种氨基酸组成 , 废酵母中八种人体 必需氨基酸含量均很高 , 对啤酒废酵母的回收利 用不但可以消除环境污染 , 而且可以给啤酒厂带 来一定的经济效益 , 还可以降低专门培养啤酒酵 母生产核酸等物质的成本 。 因此 , 加强对啤酒废
4 提取胞苷三磷酸 CTP
胞苷三 磷酸 (cytidinetriphosphate, CTP), 又
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胡彦营 啤酒废酵母 综合利用研究新成果
称胞嘧啶核苷三磷酸 , 是人体细胞内的一种正常 成分 , 它在体内参与核酸和磷脂类的合成代谢 , 促 进蛋白质的合成 , 并提供能量 。 还可以调节和促 进神经细胞 、神经胶质细胞及血管壁细胞膜性结 构的合成与构建 , 能够对抗由兴奋性氨基酸 、自由 基引起的神经细胞损伤 , 从而起到抗血管硬化的 作用 。 国内的生产方法主要都是通过分离出酵母 体内的自身酶系对 CMP进行转化 , 生产工艺比较 成熟 。 但该工艺不太可能完全分离出糖酵解系统 中的所有酶 , 酶失活率高 , 转化率受到影响 。
胡彦营 啤酒废酵母 综合利用研究新成果 文章编号 :1006 -8481(2007)03 -0017 -04
啤酒废酵母综合利用研究新成果
胡彦营
(济宁学院生物系 , 山东 曲阜 273155)
摘 要 :针对啤酒废酵母在食品工业 、医药工 业和饲 料工业 中有广 泛应用 , 介绍 了从啤 酒废酵母 中提 取海藻 糖 、葡聚糖 、叶酸 、胞苷三磷酸 CTP及利用啤酒废酵母制造营养酸奶 、生产营 养饮料和食 用蛋白等 最新的研究 成果 。 关键词 :啤酒废酵母 ;综合利用 ;新成果 中图分类号 :TS261.9 文献标识码:B
酵母 β -1, 3 -葡聚糖的提取主要有酸碱法 (acid-alkalimethod, PT)、酶碱法 (enzyme-alkali method, EA)、自溶 法 (autolysismethod, AE)及自 溶 -酶 -碱法 (autolysis-enzyme-alkalimethod, AEA)等方法 。