CN104161259B - 一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，以酵母乳液为原料，加入氯化钠并调节pH值至碱性或弱碱性，通过蒸汽喷射连消进行酵母细胞的破壁，破壁后的酵母细胞液经加水稀释至适当温度和浓度，再次调节pH值至碱性或弱碱性，加入碱性蛋白酶进行自溶和酶解。再经灭酶、离心分离、蒸发浓缩、调配等工序，生产出酵母抽提物。本发明利用酵母乳液为原料，节省了酵母细胞的干燥能耗；采用加入质壁分离助剂氯化钠，在碱性或弱碱性条件下，通过蒸汽喷射连消的共同破壁作用，使得酵母细胞破壁效果好，蛋白质溶出率高，易于蛋白酶作用，加入碱性蛋白酶，水解蛋白质和游离氨基氮得率高。本发明的方法显著提高了酵母细胞的破壁率，提高了酵母抽提物产品中的总氮含量和氨基态氮含量。
Description
技术领域
本发明属于生物工程及酵母抽提物领域，具体涉及一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法。
背景技术
酵母抽提物是采用以蛋白质含量丰富的食用酵母（面包酵母、啤酒酵母、假丝酵母、乳酸酵母等）为原料,采用自溶、酶解、分离、浓缩等现代生物高新技术，将酵母细胞内的蛋白质、核酸等进行降解后精制而成，的一种棕黄色可溶性膏状或浅黄色粉状纯天然制品。主要成分为多肽、氨基酸、呈味核苷酸、B族维生素及微量元素。是一种优良的天然调味料，在食品行业中具有广泛的用途。我国主要使用面包酵母和活性干酵母，以自溶法生产为主，国外主要使用啤酒废酵母，利用自溶法或酶分解法制取高质量的酵母抽提物，由于酵母抽提物营养丰富、加工性能良好，在一些食品加工中往往能起到有效增强产品鲜美味、醇厚感，同时缓和产品咸味、酸味，掩盖异味等作用，酵母抽提物在很多食品加工业中都得到了较好的应用。
最新数据表明，近年来，中国的酵母提取物年均需求增长率高于10%以上，而在美国和欧洲市场的增长速度大约在5%。目前全球酵母提取物的年生产规模在20万吨左右。
我国生产酵母抽提物面临原料不足，生产技术相对落后，生产成本普遍较高，产品质量档次相对较低与欧美等发达国家差距很大。
生产酵母抽提物时，常用的酵母细胞壁破壁技术：化学法、酶法、机械法三种，但是每一种方法均有优势也有不足，生产上不能单用一种破壁方法就能达到很好的破壁效果。现有技术中的酵母抽提物存在生产用的酵母细胞破壁效果不理想，破壁工艺复杂、耗时长且成本高等缺点。
钟瑞敏，黄国清，刘健南在标题“一种制备超低盐浅色肉香型酵母提取物的工艺”（中国调味品，2004年第2期）中采用以下工艺：鲜啤酒酵母在“低温下清洗脱苦+慢速冻结后解冻破壁+添加5%乙醇+采用超声波破壁”联合处理，使得细胞内46.3%的含氮物质溢出胞外。采用酿酒活性干酵母发酵和葡萄糖氧化酶进行除糖前处理，对自溶酵母液色泽均有显著的保护作用，可获得淡黄色自溶液。发酵前处理对自溶液风味具有显著影响，抽提物为鸡肉香型，且氨基酸态氮含量达到5.12%(以干酵母计）。采用以上工艺可获得超低盐含量、色泽浅且为肉香型的酵母提取物制品。
中国专利公开号CN102051381A（公开日2011年5月11日，申请号CN201010551367.4）标题为“一种利用啤酒酵母生产酵母抽提物的方法”中，通过水洗分离、0.1～0.3%碳酸氢钠脱苦、低温碱洗、加入木瓜蛋白酶20～50h的水解作用下，制备出成本低的酵母抽提物。
中国专利公开号CN101513247A（公开日2009年8月26日，申请号CN200810006187）标题为“一种高蛋白质含量的酵母抽提物的生产方法及产品”中，通过调节在弱酸性或中性不同pH条件下自溶，加入内切蛋白酶、外切蛋白酶或复合蛋白酶，在一步酶解或二步酶解作用下，获得酵母抽提物的蛋白质含量为60%～85%，氨基酸态氮为5%～10%。
中国专利公开号CN1620256A(公开日2005年5月25日，申请号02828307.4)标题为“高核酸酵母提取物的制备方法和高核酸酵母提取物”中，加酶到酵母细胞悬浮液制备酵母抽提物，调节细胞悬液pH值6.5～11.0，温度70～95℃，制备高核酸含量的酵母提取物。
中国专利公开号CN1481721A(公开日2004年3月17日，申请号：02139053.3)标题为“酵母提取物制造方法”的专利申请中，用磷酸调节细胞悬液pH在7.0左右，添加水解蛋白酶和风味蛋白酶进行酶解，同时结合机械破碎来制备酵母提取物。
中国专利公开号CN103951727A，申请号：CN201410172029.8，一种基于高压脉冲放电技术的酵母活性组分提取方法包括以下步骤：(1)对酵母进行活化处理，得到酵母悬浮液；(2)将酵母悬浮液置于高压脉冲放电处理室中进行破壁处理，再进行离心，得到富含酵母活性组分的提取液。
中国专利公开号CN101195808A，申请号：CN200810054426.X，一种酵母细胞破壁的方法步骤包括：酵母泥加水配成活菌悬液；加入半胱氨酸或半胱氨酸盐酸盐和中性蛋白酶，控制pH6～8，在40～60℃下保温水解6～48小时，得到酵母水解液；酵母水解液经离心得到酵母沉淀，再加水配制成酵母细胞悬浮液，再经数次冻结和微波解冻，破壁率达到95％以上。
中国专利公开号CN102071150A，申请号：CN200910154634.1，微波结合酶法破酵母细胞壁，破壁方法，其步骤包括：酵母菌接种到300ml液体种子培养基中培养，然后培养基分5份扩大培养，取一份培养基加入复合酶调节pH至5.0，温度控制45℃培养6h，离心得到酵母沉淀，冷冻后用微波加热处理。
中国专利公开号CN1481719A，申请号：CN02131213.3，用啤酒废酵母液制备酵母精的工艺，利用啤酒废酵母液制备酵母精的工艺方法，其工艺流程如下：把废酵母液升温到50～55℃并保温一段时间，严格地把pH值调整到5.5～6.5，加入食盐、磷酸二氢钾、氯化镁，促进细胞破壁和自溶，保温搅拌，再加入酶制剂，继续保温25～30小时使细胞完全溶解，细胞中的氨基酸、核苷酸等营养物质就会溶入溶液中，再经过离心、浓缩以及灭菌后，就可得到酵母精。由于采用了蜗牛酶和中性蛋白酶作为酶制剂，并严格控制反应温度和pH值，因此所制作的酵母精不再含有苦味，味道鲜美醇和，可以作为调味品；
上述公开文献报道的酵母细胞壁破壁方法有很多种，条件也各不相同，但加入的原料和得到的抽提物是有区别的，有的加入的破壁剂要求较高，反应条件较复杂，时间长，有的抽提物存在口感不好，有的营养成分有欠缺。所以目前酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法还在不断研究之中。
发明内容
本发明的目的是提供一种原料来源丰富、反应条件温和，酵母细胞的破壁率高，得到的抽提物口感好，能提高酵母抽提物产品中的蛋白质含量和氨基态氮含量的酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法。
本发明的技术方案是将酵母乳液调配到质量浓度30～35%，采用加入质壁分离助剂氯化钠，并在碱性或弱碱性条件下，通过蒸汽高温高压喷射连消的三重破壁作用，使得酵母细胞破壁效果好，蛋白质溶出率高，易于蛋白酶作用，加入碱性蛋白酶，水解蛋白质和游离氨基氮得率高。
其工艺流程包括如下步骤：
酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）.调配酵母乳液：将酵母乳液调节到30～35%，加入3%～5%氯化钠，用碱液调节pH值7.50～8.50；
b）.破壁：将步骤a）中的酵母乳液通过蒸汽连消破壁；连消破壁15～60s，实现酵母细胞破壁与蛋白质的溶出；
c）.酶解：将步骤b）破壁后的酵母乳液加入适当工艺水稀释到10～25%，并降温到50～60℃，再次确认并调节pH值在7.50～8.50，添加碱性蛋白酶0.03～0.06%，加入量以水解溶液重量计，进行酶解3～6h；
d）.灭酶：将步骤c）的酶解液调节pH到7.0，升温到90～95℃，保温灭酶20～30min；
e）.分离、蒸发浓缩、干燥、调配制得相应膏状、粉状、颗粒状等酵母抽提物成品。
所述步骤a）的酵母乳液为酵母发酵醪液离心洗涤的酵母浆、鲜酵母泥或酵母干粉。
所述步骤a）的酵母乳液包括以下的几种或其中一种的酵母乳液：面包酵母、啤酒酵母或热带假丝酵母。
所述步骤a）的3%～5%氯化钠，为料液质量浓度。
所述步骤a）的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或混合溶液。
所述步骤b）的蒸汽连消破壁条件为：130～135℃，连消15～60s。
所述步骤c）的碱性蛋白酶（AlkalineProtease）粉末状或溶液状。
与现有技术比较，本发明的突出的实质性特点和显著的进步是：
1、原料来源丰富，可以选用面包酵母、啤酒酵母或热带假丝酵母，特别可以采用糖蜜酒精生产过程的酵母。
2、反应条件温和，将酵母乳液调节到30～35%，加入3%～5%氯化钠，用碱液调节pH值7.50～8.50；即可破壁：可以通过130～135℃的蒸汽连消破壁；连消破壁15～60s，就可以实现酵母细胞破壁与蛋白质的溶出。
3、酵母细胞的破壁率高，面包酵母、啤酒酵母或热带假丝酵母的破壁率达到95%以上。
4、得到的抽提物口感好，能提高酵母抽提物产品中的蛋白质含量和氨基态氮含量。
附图说明
附图1是本发明实施例的生产工艺的示意图。
图中看到，本发明的酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，以酵母乳液为原料，加入氯化钠并调节pH值至碱性或弱碱性，通过蒸汽喷射连消进行酵母细胞的破壁，破壁后的酵母细胞液加入碱性蛋白酶进行自溶和酶解，再经灭酶、离心分离、蒸发浓缩、调配等工序，生产出膏状。粉状或颗粒状的酵母抽提物。
具体实施方式
以下实施用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实例1
一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，由如下步骤组成：
取离心洗涤过的面包酵母浆，用水调制成30%的酵母乳液，加入质量百分比为3%的氯化钠，调节酵母乳液pH值到8.50。采用蒸汽连消的方法，蒸汽列管维持135℃，连消破壁15s。再用水稀释调配酵母乳液浓度到15%，调节温度到55℃，确认并调节稀释酵母乳液的pH值8.50，按乳液质量比添加0.05%的碱性蛋白酶（AlkalineProtease），保温55℃左右，搅拌酶解5h。调节酶解液pH7.0，温度加热升高到95℃，维持20min灭酶。采用离心机离心分离，用五效蒸发浓缩器浓缩到水分30～35%为膏状产品。用喷雾干燥器干燥得固形物94～96%的粉状产品。将膏状产品制粒，干燥制得固形物94～96%的颗粒状产品。
实例2
一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，由如下步骤组成：
取离心洗涤过的面包酵母浆，用水调制成30%的酵母乳液，加入质量百分比为3%的氯化钠，调节酵母乳液pH值到8.50。采用蒸汽连消的方法，蒸汽列管维持130℃，连消破壁60s。再用水稀释调配酵母乳液浓度到15%，调节温度到55℃，确认并调节稀释酵母乳液的pH值8.50，按乳液质量比添加0.06%的碱性蛋白酶（AlkalineProtease），保温55℃左右，搅拌酶解4h。调节酶解液pH7.0，温度加热升高到90℃，维持30min灭酶。采用离心机离心分离，用五效蒸发浓缩器浓缩到水分30～35%为膏状产品。用喷雾干燥器干燥得固形物94～96%的粉状产品。将膏状产品制粒，干燥制得固形物94～96%的颗粒状产品。
实例3
一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，由如下步骤组成：
取面包酵母泥，用水调制成35%的酵母乳液，加入质量百分比为5%的氯化钠，调节酵母乳液pH值到8.50。采用蒸汽连消的方法，蒸汽列管维持130℃，连消破壁60s。再用水稀释调配酵母乳液浓度到15%，调节温度到55℃，确认并调节稀释酵母乳液的pH值8.50，按乳液质量比添加0.06%的碱性蛋白酶（AlkalineProtease），保温55℃左右，搅拌酶解6h。调节酶解液pH7.0，温度加热升高到95℃，维持20min灭酶。采用离心机离心分离，用五效蒸发浓缩器浓缩到水分30～35%为膏状产品。用喷雾干燥器干燥得固形物94～96%的粉状产品。将膏状产品制粒，干燥制得固形物94～96%的颗粒状产品。
实例4
一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，由如下步骤组成：
取面包酵母干粉，用水调制成35%的酵母乳液，加入质量百分比为5%的氯化钠，调节酵母乳液pH值到8.00。采用蒸汽连消的方法，蒸汽列管维持130℃，连消破壁60s。再用水稀释调配酵母乳液浓度到15%，调节温度到55℃，确认并调节稀释酵母乳液的pH值8.00，按乳液质量比添加0.05%的碱性蛋白酶（AlkalineProtease），保温55℃左右，搅拌酶解5h。调节酶解液pH7.0，温度加热升高到90℃，维持30min灭酶。采用离心机离心分离，用五效蒸发浓缩器浓缩到水分30～35%为膏状产品。用喷雾干燥器干燥得固形物94～96%的粉状产品。将膏状产品制粒，干燥制得固形物94～96%的颗粒状产品。
以上的实例中，将所用酵母替换成啤酒酵母或热带假丝酵母，重复以上实验，所得结果相似。
本品制得的酵母抽提物成品，总氮含量（除盐干基计）≥10.0%，氨基酸态氮含量（除盐干基计）≥4.5%。
Claims (3)
1.一种酵母细胞破壁并制备酵母抽提物的方法，其特征在于，由如下步骤组成：
a）.调配酵母乳液：将酵母乳液调节到30～35%，加入3%～5%氯化钠，用碱液调节pH值7.50～8.50；
b）.破壁：将步骤a）中的酵母乳液通过蒸汽连消破壁；
c）.酶解：将步骤b）破壁后的酵母乳液加入适当工艺水稀释到10～25%，并降温到50～60℃，再次确认并调节pH值在7.50～8.50，添加碱性蛋白酶0.03～0.06%，加入量以水解溶液重量计，进行酶解3～6h；
d）.灭酶：将步骤c）的酶解液调节pH到7.0，升温到90～95℃，保温灭酶20～30min；
e）.分离、蒸发浓缩、干燥、调配制得相应膏状、粉状、颗粒状的酵母抽提物成品；
步骤a）的酵母乳液为酵母发酵醪液离心洗涤的酵母浆、鲜酵母泥或酵母干粉；
步骤a）的酵母乳液包括但不限于以下所述的几种酵母乳液：面包酵母、啤酒酵母或热带假丝酵母；
步骤a）的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或混合溶液；
步骤c）的碱性蛋白酶为粉末状或溶液状。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a）的3%～5%氯化钠，为料液质量浓度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b）的蒸汽连消破壁条件为：130～135℃，连消15～60s。
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