CN101481719B - 用啤酒废酵母制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法 - Google Patents
用啤酒废酵母制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种利用啤酒废酵母同时制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法。该方法包括啤酒废酵母脱苦去杂质，啤酒废酵母的自溶以及酶解与灭活，酵母多糖的分离和干燥，海藻糖的膜分离、浓缩、结晶及干燥，酵母抽提物的浓缩及干燥等步骤。该方法具有原料利用率高、品质好、成本低、易于产业化的特点，实现了从同一种工业废弃物-啤酒废酵母同时生产出酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物三种产品，提高了工业废弃物的利用率，达到了废弃物最大资源化的目的。
Description
技术领域
本发明涉及利用酵母制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，具体涉及一种利用啤酒废酵母制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法。
背景技术
啤酒废酵母是啤酒生产的副产物，按生产100t啤酒可得到含水分75％～80％的啤酒废酵母1.5t计算，目前我国每年产生啤酒废酵母60万吨左右，若将其随废水排放则不仅浪费了宝贵资源，还会造成严重的环境污染。
啤酒废酵母含有丰富的蛋白，海藻糖及其他营养物质等。酵母自溶后的上清液部分可制成酵母抽提物，它是一种营养丰富、价格低廉的蛋白质源，可供制备具有营养、调味和保健三大功能的优良食品调味料。
酵母自溶后的上清液部分含有海藻糖，有“生命之糖”称号的海藻糖不仅可以作为生物体内的能量储备，也可以保护体内完整细胞免受外界恶劣条件的侵害，更值得关注的是，外源性的海藻糖同样也可以保护细胞和生命大分子，对蛋白质变性具有保护作用。海藻糖的这些性质决定其在食品、医药卫生、化妆品等领域有着广阔的应用前景。海藻糖在酵母中含量十分丰富，目前国内外生产海藻糖的一种主要方法是从酵母菌中提取。因此，可以从上清液中提取海藻糖。
酵母自溶后的残渣主要为胞壁多糖，可作为膳食纤维发挥作用，且具有增强细胞免疫力，提高巨噬细胞活性及治癌等功效，极具商业应用价值。
随着啤酒生产原辅料的大幅涨价，啤酒生产成本一再攀升，产品价格比拼和成本挤压双重压力引发了赢利空间的不断缩小，成为整个啤酒行业生存与发展的瓶颈，综合开发利用啤酒废酵母被认为是间接降低啤酒生产成本的有效途径之一。
目前关于啤酒废酵母的综合利用已经被广泛关注。公开号为CN 1481719的专利公开了一种用啤酒废酵母液制备酵母精的工艺；公开号为CN1806653的专利公开了一种利用啤酒酵母渣生产饲用免疫多糖与酵母抽提物的方法；韩少卿、赵芹和彭奇均对从酵母抽提物中提取海藻糖进行了研究。目前啤酒废酵母的利用技术主要集中在生产酵母抽提物、饲用免疫多糖或者二者的结合，以及海藻糖的提取等。目前这些技术的不足之处在于没有充分实现啤酒废酵母的综合利用，因此没有实现资源利用的最大化。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用啤酒废酵母同时制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，利用酵母酶促自溶、超滤和纳滤结合的方法，将酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物的制备结合起来，实现啤酒废酵母利用的最大化，真正实现啤酒废酵母的充分综合利用。
本发明目的通过如下技术方案实现的：
一种利用啤酒废酵母同时制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，包括如下步骤：
(1)啤酒废酵母去杂质脱苦：新鲜的浆状啤酒废酵母过筛，得到啤酒废酵母，然后加入5～10℃的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液和啤酒废酵母重量比2∶1，NaHCO3的最终浓度为5～10g/L，然后在5～10℃下，经离心机分离得到除杂脱苦的啤酒废酵母，备用；
(2)啤酒废酵母自溶：将步骤(1)所得的除杂脱苦的啤酒废酵母与水按重量比1∶2混合均匀成酵母液，调节pH至6～7后，依次加入占酵母液重量0.4～1.0％wt的食盐，0.4～1.0％wt的氯化钾，0.01～0.5％wt的氯化镁及0.001～0.1％wt的破壁酶，步骤(2)所述重量百分数为与酵母液重量之比，搅匀，在45～55℃范围内自溶6～24小时；
(3)啤酒废酵母酶解与灭活：将步骤(2)经自溶的啤酒废酵母溶液升温至50～60℃，加入占啤酒废酵母溶液0.01～0.5％wt的酵母抽提酶，酶解8～24小时后升温至75～85℃，在此温度下保温30分钟将酶灭活；
(4)酵母多糖的分离与干燥：将步骤(3)灭活溶液进行固液分离，所得沉淀物用喷雾干燥，得粉状酵母多糖；
(5)海藻糖的分离与干燥：将步骤(4)固液分离所得上清液，过5000分子量超滤膜去除大分子物质后，再经分子量200～300的纳滤膜脱盐浓缩，浓缩液在40～50℃的乙醇溶液中结晶，干燥后得到海藻糖成品；
(6)酵母抽提物的浓缩及干燥：将步骤(5)超滤浓液和纳滤透过液混合，真空浓缩后得到酵母膏；或将步骤(5)超滤浓液和纳滤透过液混合，按重量体积比为20～120g/l加入变性淀粉，混合均匀，经喷雾干燥，得粉状酵母抽提物。
步骤(1)所述的过筛为啤酒废酵母过100目筛；搅拌时间为10～30分钟。
所述的喷雾干燥的热空气进口温度控制在170～280℃，出口温度控制在70～100℃。
步骤(5)所述的乙醇溶液浓度为40～60％体积。
步骤(3)所述的酵母抽提酶为市场上出售的制备酵母抽提物专用的酵母抽提酶。
步骤(6)所述的重量体积比为变性淀粉质量与超滤浓液和纳滤透过液的混合液的体积之比。
本发明中的啤酒废酵母是啤酒工业的废弃物，含有酵母多糖、海藻糖和蛋白质等成分，是制取酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物的很好的原料。因此，利用本发明所述的方法可以成功利用啤酒废酵母同时制备酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物，变废为宝，真正实现啤酒废酵母的综合利用，具有极大的示范和推广价值。
本发明的方法具有以下优点：
1、利用酵母自溶，酵母抽提酶酶解，超滤和纳滤相结合的方法，将酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物的制备结合起来，提高废弃物的附加值，真正实现啤酒废酵母的综合利用；
2、采用酵母自溶与酵母抽提酶酶解相结合的方法，同时添加溶菌酶，促进了酵母内海藻糖及其它成分的充分释放及蛋白的水解，改善酵母抽提物的风味。
具体实施方式
实施例1
过100目筛的新鲜啤酒废酵母经3000g连续离心后得到含水约77.5～80％的啤酒废酵母备用；混合罐中加入100kg 5℃水，加入0.6kg NaHCO3，搅拌使其完全溶解，将NaHCO3溶液加入到50kg啤酒废酵母泥中，搅拌30分钟，3000g连续离心，得到固体分离物备用；
将脱苦的酵母投入反应罐中，加入100kg水搅匀，用盐酸调节pH至6.5后，依次加入食盐0.65kg、氯化钾0.65kg、氯化镁15g及破壁酶1.5g后搅匀，在45℃条件下保温酶促自溶24小时；
将经初步酶促自溶的酵母液升温至50℃，加入酵母抽提酶15g，进一步酶解24小时后升温至80℃，保温30分钟将酶灭活；
将酶灭活酵母溶液进行固液分离，所得沉淀物用喷雾干燥机干燥，热空气进口温度控制在170℃，出口温度控制在70℃，得粉状酵母多糖4.18kg；
将固液分离所得上清液，过5000分子量超滤膜去除大分子物质后，再经分子量300的纳滤膜脱盐浓缩。浓缩液在50℃、体积分数60％乙醇溶液中结晶，干燥后得到海藻糖成品185g；
将超滤浓液和纳滤透过液混合成100ml，加入变性淀粉2kg混合均匀，经喷雾干燥，热空气进口温度控制在170℃，出口温度控制在70℃，得粉状酵母抽提物7.94kg。
实施例2
过100目筛的新鲜啤酒废酵母经3000g连续离心后得到含水约77.5～80％的啤酒废酵母泥备用；
混合罐中加入100kg 10℃水，加入1.2kg NaHCO3，搅拌使其完全溶解，加入50kg啤酒废酵母泥，搅拌10分钟，3000g连续离心分离，得到固体分离物备用；
将脱苦的酵母投入反应罐中，加入100kg水搅匀，用酸调节pH至6.0后，依次加入食盐1.3kg、氯化钾1.3kg、氯化镁0.65kg及破壁酶67.5g后搅匀，在50℃条件下保温酶促自溶8小时；
将经初步酶促自溶的酵母液升温至55℃，加入酵母抽提酶200g，进一步酶解8小时后升温至75℃，保温30分钟将酶灭活；
将酶灭活后的酶促自溶的酵母液进行固液分离，所得沉淀物用喷雾干燥机干燥，热空气进口温度控制在260℃，出口温度控制在88℃，得粉状酵母多糖3.95kg；
将固液分离所得上清液，过5000分子量超滤膜去除大分子物质后，再经分子量300的纳滤膜脱盐浓缩。浓缩液在40℃、体积分数40％乙醇溶液中结晶，干燥后得到海藻糖成品190g；
将超滤浓液和纳滤透过液混合成100ml，加入变性淀粉2.5kg混合均匀，经喷雾干燥，热空气进口温度控制在260℃，出口温度控制在88℃，得粉状酵母抽提物8.75kg。
实施例3
过100目筛的新鲜啤酒废酵母经3000g连续离心后得到含水约77.5-80％的啤酒废酵母备用；
混合罐中加入100kg 8℃水，加入0.9kg NaHCO3，搅拌使其完全溶解，加入50kg啤酒废酵母泥，搅拌10分钟，3000g连续离心分离，得到固体分离物备用；
将脱苦的酵母投入反应罐中，加入100kg水搅匀，用酸调节pH至7.0后，依次加入食盐1.0kg、氯化钾1.0kg、氯化镁0.1kg及破壁酶150g后搅匀，在55℃条件下保温酶促自溶6小时；
将经初步酶促自溶的酵母液升温至60℃，加入酵母抽提酶140g，进一步酶解12小时后升温至85℃，保温30分钟将酶灭活；
将酶灭活溶液进行固液分离，所得沉淀物用喷雾干燥机干燥，热空气进口温度控制在280℃，出口温度控制在100℃，得粉状酵母多糖3.71kg；
将固液分离所得上清液，过5000分子量超滤膜去除大分子物质后，再经分子量300的纳滤膜脱盐浓缩。浓缩液在40℃、体积分数40％乙醇溶液中结晶，干燥后得到海藻糖成品195g；
将超滤浓液和纳滤透过液混合成100ml，加入变性淀粉12kg混合均匀，经喷雾干燥，热空气进口温度控制在280℃，出口温度控制在100℃，得粉状酵母抽提物9.6kg。
Claims (3)
1.一种利用啤酒废酵母制备酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1) 啤酒废酵母去杂质脱苦：新鲜的浆状啤酒废酵母过筛，得到啤酒废酵母，然后加入5～10℃的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液和啤酒废酵母重量比2∶1，NaHCO3的最终浓度为5～10 g/l，然后在5～10℃下，经离心机分离得到除杂脱苦的啤酒废酵母，备用；所述的过筛为啤酒废酵母过100目筛；搅拌时间为10～30分钟；
(2)啤酒废酵母自溶：将步骤（1）所得的除杂脱苦的啤酒废酵母与水按重量比1∶2混合均匀成酵母液，调节pH 至6～7后，依次加入占酵母液重量0.4～1.0％wt的食盐，0.4～1.0％wt的氯化钾，0.01～0.5％wt的氯化镁及0.001～0.1％wt的破壁酶，步骤（2）所述重量百分数为与酵母液重量之比，搅匀，在45～55℃范围内自溶6～24小时；
(3)啤酒废酵母酶解与灭活：将步骤（2）经自溶的啤酒废酵母溶液升温至50～60℃，加入占啤酒废酵母溶液0.01～0.5％wt的酵母抽提酶，酶解8～24小时后升温至75～85℃，在此温度下保温30分钟将酶灭活；
(4)酵母多糖的分离与干燥：将步骤（3）灭活溶液进行固液分离，所得沉淀物用喷雾干燥，得粉状酵母多糖；
(5)海藻糖的分离与干燥：将步骤（4）固液分离所得上清液，过5000分子量超滤膜去除大分子物质后，再经分子量200～300的纳滤膜脱盐浓缩，浓缩液在40～50℃的乙醇溶液中结晶，干燥后得到海藻糖成品；所述的乙醇溶液浓度为40～60%体积；
(6)酵母抽提物的浓缩及干燥：将步骤（5）超滤浓液和纳滤透过液混合，真空浓缩后得到酵母膏；或将步骤（5）超滤浓液和纳滤透过液混合，按重量体积比为20～120g/l加入变性淀粉，混合均匀，经喷雾干燥，得粉状酵母抽提物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的喷雾干燥的热空气进口温度控制在170～280℃，出口温度控制在70～100℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（6）所述的重量体积比为变性淀粉质量与超滤浓液和纳滤透过液的混合液的体积之比。
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