CN103992363A - 利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物化工技术领域，公开了一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法。本发明方法先将啤酒废酵母洗涤脱苦纯化，纯化后加入壳聚糖的醋酸溶液和5’-磷酸二酯酶酶液使酵母细胞自溶，酵母细胞自溶后离心，收集沉淀物，离心所得上清液经过超滤，超滤透过液经透析袋透析或经交换树脂脱离子脱色，透析浓缩液或洗脱液在乙醇中抽提，然后干燥得海藻糖；将超滤浓缩液、透析析出液以及酵母细胞自溶后离心所得的沉淀物混合后再加入适量淀粉，制得酵母膏。本发明方法制备酵母膏，仅去除了啤酒废酵母细胞中的海藻糖，蛋白质、核酸及多糖类物质均没有损失，制得的酵母膏营养丰富，具有较高利用价值，可用于培养多种微生物。
Description
技术领域
本发明涉及生物化工技术领域，特别涉及一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法。
背景技术
啤酒废酵母含有丰富的蛋白质、核酸、维生素、矿物质、海藻糖、甘露聚糖和葡聚糖等多糖物质。传统方法直接将废酵母泥，经除杂脱苦得干净酵母泥，干制酵母粉；或将干净酵母泥加自溶剂自溶，自溶后离心得沉淀用来生产多糖，自溶后离心的上清一般直接放掉，既浪费资源又造成了环境污染。
啤酒废酵母经酶溶或自溶后产生的酵母抽提物是一种优良的天然调味料，添加到各类食品中能很好的改善产品风味，提高产品品质。目前，生产酵母抽提物的方法主要有：自溶法、酶分解法和酸分解法等。利用自溶法生产的酵母抽提物蛋白质分解率高、游离氨基酸含量高、风味好、成本较低，但呈味核苷酸含量低，而且，其裂解产物往往固液分离比较困难，还易引起其它微生物的污染。在传统工艺中，一般会加入无机盐（如氯化钠或一些非极性的有机溶剂）加速裂解，但在自溶后的上清液中进行酵母粉的提取时，会引入脱盐或去毒等复杂的工序。此外，一些工艺中采用其它酶解法加速自溶，但由于价格昂贵，只能局限于实验室分析。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法。
本发明的技术方案为：。
一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤得酵母悬浮液；向所述酵母悬浮液中加入酒石酸或碳酸氢钠，使酒石酸的质量分数为2~8%或碳酸氢钠的质量分数为0.05~0.5%，搅拌30~90min脱苦后，离心弃上清液，得纯化的酵母泥；
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为2.5~7.5之间，于30~54℃温度下搅拌10~20 h自溶；所述壳聚糖的醋酸溶液的加入量为所述纯化的酵母泥质量的0.05~2%，所述5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为所述纯化的酵母泥质量的0.1~0.5%；
3）海藻糖的提取
离心步骤2）所述自溶后的酵母液，收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集所述超滤的浓缩液，所述超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，或分别过强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂对所述超滤的透过液脱离子和脱色，收集所述透析的析出液或所述强碱性阴离子交换树脂的洗脱液，并将所述透析的浓缩液或所述强碱性阴离子交换树脂的洗脱液在50~90℃体积分数为20~35%的乙醇溶液中抽提15~30min，干燥得海藻糖；
4）酵母膏的制备
将步骤3）所述沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，100℃下搅拌1~2h，得酵母膏；或者将步骤3）所述沉淀物、超滤的浓缩液混合并加入淀粉，100℃下搅拌1~2h，得酵母膏。
其中，步骤2）中壳聚糖主要起到吸附破碎酵母细胞的作用；步骤2）中pH值为2.5~7.5之间，是为了发挥5’-磷酸二酯酶的最大活性；步骤3）中采用可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，可透过阴阳离子和离子型色素；步骤3）所收集的沉淀物中富含细胞壁多糖、部分蛋白质、部分核酸及其降解物和离子，营养全面丰富，该沉淀物用于酵母膏的制备，既充分利用了资源又避免了环境污染，做到资源利用最大化和环境保护最佳化；步骤4）中淀粉的作用在于补充由于海藻糖提取而损失的部分碳源，同时利用淀粉的吸水性和易加工性制备酵母膏产品；超滤浓缩液和透析析出液作为生产酵母膏的液体使用，既利用了其中的核苷酸离子等物质又节约了水源，做到了水的循环利用。
优选的，步骤1）所述啤酒废酵母泥中加纯水后至少经过两次80~100目筛过滤得所述酵母悬浮液。
优选的，步骤2）所述5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将所述新鲜麦芽根研磨碎以后，按所述新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得所述5’-磷酸二酯酶酶液。5’-磷酸二酯酶酶液制备方法简单，制备成本低，5’-磷酸二酯酶酶液起到加速自溶的作用。在制备5’-磷酸二酯酶酶液的过程中，石英砂起到辅助研磨的作用，其加入量没有严格限制，另外，为了辅助研磨，还可以在研磨之前向新鲜麦芽根中加入少量水。
优选的，步骤2）中所述纯水的加入量为所述纯化的酵母泥质量的3~5倍。
优选的，步骤4）中所述淀粉的加入量为所述沉淀物质量的1/3~2/3。
本发明的有益效果为：
本发明方法制备酵母膏，仅去除了啤酒废酵母细胞中的海藻糖，蛋白质、核酸及多糖类物质均没有损失，制得的酵母膏营养丰富，具有较高利用价值，可用于培养多种微生物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法的一种工艺流程图；
图2为本发明利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法的另一种工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
取啤酒废酵母泥，向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤两次得酵母悬浮液；向酵母悬浮液中加入酒石酸，使得溶液中酒石酸的质量分数为5% ，搅拌60min脱苦后，以转速4500rpm离心10min，弃上清液，得纯化的酵母泥。
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液（1.5g壳聚糖溶于100mL 2%的醋酸溶液中）和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为6.5，于45℃温度下搅拌15 h自溶；纯水的加入量为纯化的酵母泥质量的3倍，壳聚糖的醋酸溶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.5%，5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.3%；其中， 5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将新鲜麦芽根研磨碎以后，按新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得5’-磷酸二酯酶酶液。
3）海藻糖的提取
离心步骤2）自溶后的酵母液（以转速4000rpm离心20min），收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集超滤的浓缩液，超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，收集透析的析出液，并将透析的浓缩液在50℃体积分数为35%的乙醇溶液中抽提20min，干燥得乳白色结晶状海藻糖。
4）酵母膏的制备
将步骤3）沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，其中淀粉的加入量为沉淀物质量的1/2，将各物质混合后，在100℃下搅拌2h，得略呈褐色、有一定粘度的酵母膏。
实施例2
如图1所示，一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
取啤酒废酵母泥，向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤三次得酵母悬浮液；向酵母悬浮液中加入酒石酸，使得溶液中酒石酸的质量分数为7% ，搅拌50min脱苦后，以转速4000rpm离心15min，弃上清液，得纯化的酵母泥。
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液（1.5g壳聚糖溶于100mL 2%的醋酸溶液中）和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为5.5，于38℃温度下搅拌15 h自溶；纯水的加入量为纯化的酵母泥质量的5倍，壳聚糖的醋酸溶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.08%，5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.5%；其中， 5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将新鲜麦芽根研磨碎以后，按新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得5’-磷酸二酯酶酶液。
3）海藻糖的提取
离心步骤2）自溶后的酵母液（以转速4500rpm离心15min），收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集超滤的浓缩液，超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，收集透析的析出液或洗脱液，并将透析的浓缩液在60℃体积分数为25%的乙醇溶液中抽提20min，干燥得乳白色结晶状海藻糖。
4）酵母膏的制备
将步骤3）沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，其中淀粉的加入量为沉淀物质量的1/3，将各物质混合后，在100℃下搅拌1.5h，得略呈褐色、有一定粘度的酵母膏。
实施例3
如图1所示，一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
取啤酒废酵母泥，向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤两次得酵母悬浮液；向酵母悬浮液中加入碳酸氢钠，使得溶液中碳酸氢钠的质量分数为0.2% ，搅拌60min脱苦后，以转速4000rpm离心15min，弃上清液，得纯化的酵母泥。
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液（1.5g壳聚糖溶于100mL 2%的醋酸溶液中）和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为4.5，于35℃温度下搅拌20 h自溶；纯水的加入量为纯化的酵母泥质量的4倍，壳聚糖的醋酸溶液的加入量为纯化的酵母泥质量的1.5%，5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.1%；其中， 5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将新鲜麦芽根研磨碎以后，按新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得5’-磷酸二酯酶酶液。
3）海藻糖的提取
离心步骤2）自溶后的酵母液（以转速4000rpm离心20min），收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集超滤的浓缩液，超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，收集透析的析出液，并将透析的浓缩液在50℃体积分数为35%的乙醇溶液中抽提20min，干燥得乳白色结晶状海藻糖。
4）酵母膏的制备
将步骤3）沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，其中淀粉的加入量为沉淀物质量的2/3，将各物质混合后，在100℃下搅拌2h，得略呈褐色、有一定粘度的酵母膏。
实施例4
如图1所示，一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
取啤酒废酵母泥，向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤两次得酵母悬浮液；向酵母悬浮液中加入碳酸氢钠，使得溶液中碳酸氢钠的质量分数为0.05% ，搅拌90min脱苦后，以转速4000rpm离心15min，弃上清液，得纯化的酵母泥。
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液（1.5g壳聚糖溶于100mL 2%的醋酸溶液中）和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为7.0，于35℃温度下搅拌15 h自溶；纯水的加入量为纯化的酵母泥质量的5倍，壳聚糖的醋酸溶液的加入量为纯化的酵母泥质量的1%，5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.2%；其中，步骤2）5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将新鲜麦芽根研磨碎以后，按新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得5’-磷酸二酯酶酶液。
3）海藻糖的提取
离心步骤2）自溶后的酵母液（以转速4500rpm离心20min），收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集超滤的浓缩液，超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，收集透析的析出液，并将透析的浓缩液在75℃体积分数为32%的乙醇溶液中抽提30min，干燥得乳白色结晶状海藻糖。
4）酵母膏的制备
将步骤3）沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，其中淀粉的加入量为沉淀物质量的1/2，将各物质混合后，在100℃下搅拌1h，得略呈褐色、有一定粘度的酵母膏。
实施例5
如图1所示，一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
取啤酒废酵母泥，向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤两次得酵母悬浮液；向酵母悬浮液中加入酒石酸，使得溶液中酒石酸的质量分数为2% ，搅拌90min脱苦后，以转速4500rpm离心10min，弃上清液，得纯化的酵母泥。
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液（1.5g壳聚糖溶于100mL 2%的醋酸溶液中）和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为4.5，于50℃温度下搅拌15 h自溶；纯水的加入量为纯化的酵母泥质量的5倍，壳聚糖的醋酸溶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.8%，5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.4%；其中， 5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将新鲜麦芽根研磨碎以后，按新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得5’-磷酸二酯酶酶液。
3）海藻糖的提取
离心步骤2）自溶后的酵母液（以转速4500rpm离心20min），收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集超滤的浓缩液，超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，收集透析的析出液，并将透析的浓缩液在60℃体积分数为30%的乙醇溶液中抽提15min，干燥得乳白色结晶状海藻糖。
4）酵母膏的制备
将步骤3）沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，其中淀粉的加入量为沉淀物质量的1/2，将各物质混合后，在100℃下搅拌2h，得略呈褐色、有一定粘度的酵母膏。
实施例6
如图2所示，一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
取啤酒废酵母泥，向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤三次得酵母悬浮液；向酵母悬浮液中加入酒石酸，使得溶液中酒石酸的质量分数为7% ，搅拌50min脱苦后，以转速4000rpm离心15min，弃上清液，得纯化的酵母泥。
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液（1.5g壳聚糖溶于100mL 2%的醋酸溶液中）和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为5.5，于38℃温度下搅拌15 h自溶；纯水的加入量为纯化的酵母泥质量的5倍，壳聚糖的醋酸溶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.08%，5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为纯化的酵母泥质量的0.5%；其中， 5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将新鲜麦芽根研磨碎以后，按新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得5’-磷酸二酯酶酶液。
3）海藻糖的提取
离心步骤2）自溶后的酵母液（以转速4500rpm离心15min），收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集超滤的浓缩液，超滤的透过液分别经过强酸性阳离子交换树脂（732）和强碱性阴离子交换树脂（717）进行脱离子和脱色，收集洗脱液，并将洗脱液在60℃体积分数为25%的乙醇溶液中抽提20min，干燥得乳白色结晶状海藻糖。
4）酵母膏的制备
将步骤3）沉淀物、超滤的浓缩液混合并加入淀粉（当然也可以加入留在离子交换柱上的物质），其中淀粉的加入量为沉淀物质量的1/2，将各物质混合后，在100℃下搅拌1.5h，得略呈褐色、有一定粘度的酵母膏。
Claims (5)
1.一种利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）洗涤脱苦纯化
向啤酒废酵母泥中加纯水，经80~100目筛过滤得酵母悬浮液；向所述酵母悬浮液中加入酒石酸或碳酸氢钠，使酒石酸的质量分数为2~8%或碳酸氢钠的质量分数为0.05~0.5%，搅拌30~90min脱苦后，离心弃上清液，得纯化的酵母泥；
2）自溶
向步骤1）所得纯化的酵母泥中依次加入纯水、壳聚糖的醋酸溶液和5’-磷酸二酯酶酶液，调节pH值为2.5~7.5之间，于30~54℃温度下搅拌10~20 h自溶；所述壳聚糖的醋酸溶液的加入量为所述纯化的酵母泥质量的0.05~2%，所述5’-磷酸二酯酶酶液的加入量为所述纯化的酵母泥质量的0.1~0.5%；
3）海藻糖的提取
离心步骤2）所述自溶后的酵母液，收集沉淀物，并将所得上清液经可截留3000分子量分子的超滤膜超滤，收集所述超滤的浓缩液，所述超滤的透过液再次经过可截留100分子量分子或离子的透析袋进行透析，或分别过强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂对所述超滤的透过液脱离子和脱色，收集所述透析的析出液或所述强碱性阴离子交换树脂的洗脱液，并将所述透析的浓缩液或所述强碱性阴离子交换树脂的洗脱液在50~90℃体积分数为20~35%的乙醇溶液中抽提15~30min，干燥得海藻糖；
4）酵母膏的制备
将步骤3）所述沉淀物、超滤的浓缩液以及透析的析出液混合并加入淀粉，100℃下搅拌1~2h，得酵母膏；或者将步骤3）所述沉淀物、超滤的浓缩液混合并加入淀粉，100℃下搅拌1~2h，得酵母膏。
2.如权利要求1所述的利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，其特征在于：步骤1）所述啤酒废酵母泥中加纯水后至少经过两次80~100目筛过滤得所述酵母悬浮液。
3.如权利要求1所述的利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，其特征在于，步骤2）所述5’-磷酸二酯酶酶液的制备方法如下：取新鲜麦芽根，加入石英砂研磨，将所述新鲜麦芽根研磨碎以后，按所述新鲜麦芽根与水质量比1:9加水，在5℃下浸提24小时，过滤得所述5’-磷酸二酯酶酶液。
4.如权利要求1所述的利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，其特征在于：步骤2）中所述纯水的加入量为所述纯化的酵母泥质量的3~5倍。
5.如权利要求1所述的利用啤酒废酵母制备海藻糖及酵母膏的方法，其特征在于：步骤4）中所述淀粉的加入量为所述沉淀物质量的1/3~2/3。
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