專利名稱：一種能大幅提高酵母抽提物得率的非活性干酵母破碎方法
技術領域：
本發(fā)明涉及非活性干酵母破碎和酵母抽提物生產(chǎn)技術，適用于利用非活性干酵母作為原料以酶法生產(chǎn)酵母抽提物過程中高效、大規(guī)模地破碎干酵母。
背景技術：
啤酒酵母(Brewer’ s Yeast)是啤酒釀造過程中最主要的副產(chǎn)物。是一種可食用的、營養(yǎng)豐富的單細胞微生物，營養(yǎng)學上把它叫做“取之不盡的營養(yǎng)源”。其細胞粗蛋白含量介于40-50%之間，包含有18種氨基酸。有實驗證明，每1公斤干啤酒酵母所含的蛋白質(zhì)， 相當于5公斤大米、2公斤大豆或2. 5公斤豬肉的蛋白質(zhì)含量。啤酒酵母中還富含多種維生素、核酸、多糖、脂類、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，還可以從其中提取細胞色素C、谷胱甘肽、凝血質(zhì)、 輔酶A和三磷酸腺苷等，廣泛用于飼料、食品和醫(yī)藥行業(yè)。當前，啤酒酵母最主要的用途是被用于生產(chǎn)酵母抽提物(Yeast Extract,YE)0通常采用自溶、酶解、分離、濃縮等現(xiàn)代生物高新技術，將酵母細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等進行降解后精制而成一種棕黃色可溶性膏狀或淺黃色粉狀純天然制品，含有豐富的多肽、氨基酸、 呈味核苷酸、B族維生素及微量元素，是一種優(yōu)良的天然調(diào)味料，在食品行業(yè)中具有廣泛的用途；也是最為理想的生物培養(yǎng)基原料和發(fā)酵工業(yè)中的主要原料，其功效與8倍的酵母相當，可以大大提高菌種的生產(chǎn)速率及發(fā)酵產(chǎn)品的得率。隨著生物和食品技術的發(fā)展，科學家驚訝地發(fā)現(xiàn)，酵母抽提物可以說是一種極具前景的天然復合調(diào)味料，風味濃郁飽滿、口感醇厚悠長，其增味效果無與倫比，并且營養(yǎng)豐富、加工性能良好，在一些食品加工中往往能起到有效增強產(chǎn)品鮮美味、醇厚感，同時緩和產(chǎn)品咸味、酸味，掩蓋異味等作用，因此已在很多食品加工業(yè)中都得到了較好的應用。在歐美及日韓等地區(qū)的高檔調(diào)味產(chǎn)品中，YE已成為標志性配料列于標簽中。而在我國，YE在食品、調(diào)味品等領域中的運用也已成為大勢所趨。因此，隨著酵母抽提物的市場需求越來越大，越來越多的啤酒酵母被用于酵母抽提物的生產(chǎn)。目前常用的酵母抽提物生產(chǎn)方法是將鮮啤酒酵母通過自溶的方式進行水解而得。然而，由于鮮酵母儲存和運輸困難，鮮酵母一旦得不到及時處理，便會引起腐敗變質(zhì)，對環(huán)境造成很大的污染。這就要求抽提物生產(chǎn)廠必須靠近啤酒廠才行，一旦啤酒廠排放廢酵母，可以及時加工處理；并且啤酒廠的生產(chǎn)不穩(wěn)定，有旺季淡季之分，對抽提物生產(chǎn)廠來說， 都是限制發(fā)展的不利因素。而將鮮酵母通過干燥加工制成非活性干酵母后，則不存在儲存和運輸問題，便于收集和統(tǒng)一加工。但是干燥過程中的高溫不可避免地造成酵母內(nèi)的各種酶失活，使得干燥后的酵母自溶作用失效。因此，用非活性干酵母制備酵母抽提物必須首先對酵母進行破壁，使內(nèi)部的蛋白、核酸等營養(yǎng)物質(zhì)暴露出來，才能有效地進行下一步的蛋白等營養(yǎng)物質(zhì)的酶解。而目前針對非活性干酵母并沒有什么有效的破碎方法，因為非活性干酵母的細胞壁經(jīng)過脫水作用后，比鮮酵母的細胞壁更加堅固；而且非活性干酵母由于在干燥過程中被高溫殺死并失去了胞內(nèi)酶活性，不像活性干酵母那樣還可以再次活化后再采用自溶的方式破碎。因此，在同樣采用鮮酵母常用的超聲、高壓勻漿等方法破碎時，非活性干酵母破碎效果并不理想。例如超聲破碎非活性干酵母的破碎率僅為25%左右，并且規(guī)模小不適于工業(yè)化應用；而高壓勻漿破碎非活性干酵母效率也比破碎鮮酵母大大降低，循環(huán)3-4次破碎率也才50%左右。因此，工業(yè)上急需開發(fā)一種破碎率高、規(guī)模大且操作簡單的非活性干酵母破碎方法。這樣非活性干酵母就能擺脫破碎率低、酵母抽提物得率低的技術瓶頸，而借助自身巨大的儲存和運輸優(yōu)勢，在未來的酵母抽提物生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種操作簡單、耗時短、破碎率高、適合大規(guī)模生產(chǎn)，可以大幅提高酵母抽提物得率的非活性干酵母細胞破碎方法。本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)
一種非活性干酵母細胞的破碎方法，其特征在于將非活性干酵母溶于水中，調(diào)成 10%-30% (w/w)濃度的懸浮液，將調(diào)好濃度的酵母懸浮液置于砂磨粉碎機中；選取顆粒直徑大小介于0. 3-0. 5 mm的研磨介質(zhì)，其研磨介質(zhì)為玻璃珠、硅酸鋯珠、復合鋯珠、氧化鋯珠、氧化鋁珠或鋼珠；破碎條件為砂磨機轉(zhuǎn)速1000-3000 rpm，破碎時間3-5min。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明采用的砂磨破碎方法通過對酵母懸浮液濃度、破碎介質(zhì)大小、轉(zhuǎn)速、破碎時間的確定，使得操作簡單、時間短、破碎率高，大幅提高了從非活性干酵母內(nèi)提取酵母抽提物的得率；配合連續(xù)操作的砂磨粉碎機機型，還可輕松實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化破碎，以利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需要；而且，該破碎過程為純粹的物理方法，沒有化學反應，不會破壞酵母胞內(nèi)物質(zhì)，也不會帶入有害物質(zhì)，干凈環(huán)保；另外，破碎介質(zhì)還可反復使用，破碎成本低。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例來進一步解釋本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。實施例1
稱取干啤酒酵母粉100g，溶于900ml水中，配成10%(w/w)濃度的酵母懸浮液。將酵母懸浮液置于砂磨粉碎機中，選擇直徑為0.5 mm的玻璃珠作為研磨介質(zhì)，1000 rpm研磨;3min。 用16X25規(guī)格的血球計數(shù)板進行計數(shù)，選擇板上網(wǎng)格的四角和中間一格的酵母細胞進行計數(shù)，得出破碎率達到61%。將破碎液置于燒杯中，按破碎液中干酵母含量的0. 3%(w/w)分別加入復合蛋白酶和風味蛋白酶，50°C保溫20h，5000 r/min離心分離5 min，上清、沉淀分別在102°C烘干至恒重。按抽提物得率=上清干重/破碎液中干酵母重量X 100%的公式計算，得到抽提物得率為M%。而未經(jīng)破碎的干酵母懸浮液在同樣條件下酶解，抽提物得率僅為20%，證明干酵母經(jīng)砂磨破碎后，酵母抽提物的得率增加了 270%。實施例2
稱取干啤酒酵母粉200g，溶于800ml水中，配成20%(w/w)濃度的酵母懸浮液。將酵母懸浮液置于砂磨粉碎機中，選擇直徑為0.4 mm的硅酸鋯珠作為研磨介質(zhì)，2000 rpm研磨 %iin。用16X25規(guī)格的血球計數(shù)板進行計數(shù)，選擇板上網(wǎng)格的四角和中間一格的酵母細胞進行計數(shù)，得出破碎率達到78%。將破碎液置于燒杯中，加入一倍體積的水調(diào)整破碎液的干物質(zhì)濃度為10%，按干物質(zhì)量的0. 3%(w/w)分別加入復合蛋白酶和風味蛋白酶，50°C保溫20h，5000 r/min離心分離5 min，上清、沉淀分別在102°C烘干至恒重。按抽提物得率=上清干重/稀釋后破碎液中干物質(zhì)重量X 100%的公式計算，得到抽提物得率為63%。另取20%(w/w)濃度的酵母懸浮液，用超聲法破碎，功率250W，破碎k后間歇5s， 99個循環(huán)。破碎完成后用同樣的細胞計數(shù)法計算破碎率為27% ；將超聲破碎液按上述砂磨破碎液同樣的比例稀釋一倍，并在同樣條件下酶解，抽提物得率僅為31%。證明用干啤酒酵母生產(chǎn)酵母抽提物時，砂磨破碎法比高壓勻漿破碎法的抽提物得率增加了 203%。實施例3
稱取干啤酒酵母粉300g，溶于700ml水中，配成30%(w/w)濃度的酵母懸浮液。將酵母懸浮液置于砂磨粉碎機中，選擇0.3 mm的氧化鋯珠作為研磨介質(zhì)，3000 rpm研磨5min。用 16X25規(guī)格的血球計數(shù)板進行計數(shù)，選擇板上網(wǎng)格的四角和中間一格的酵母細胞進行計數(shù)，得出破碎率達到94%。將破碎液置于燒杯中，加入兩倍體積的水調(diào)整破碎液的干物質(zhì)濃度為10%，按干物質(zhì)量的0. 3%(w/w)分別加入復合蛋白酶和風味蛋白酶，50°C保溫20h，5000 r/min離心分離5 min，上清、沉淀分別在102°C烘干至恒重。按抽提物得率=上清干重/稀釋后破碎液中干物質(zhì)重量X 100%的公式計算，得到抽提物得率為74%。另取30%(w/w)濃度的酵母懸浮液，用高壓勻漿法破碎，90Mpa，勻漿3次，破碎完成后用同樣的細胞計數(shù)法計算破碎率為53% ；將高壓勻漿破碎液按上述砂磨破碎液同樣的比例稀釋三倍，并在同樣條件下酶解，抽提物得率僅為44%。證明用干啤酒酵母生產(chǎn)酵母抽提物時，砂磨破碎法比高壓勻漿破碎法的抽提物得率增加了 168%。
權利要求
1. 一種能大幅提高酵母抽提物得率的非活性干酵母破碎方法，其特征在于將非活性干酵母溶于水中，調(diào)成10%_30% (w/w)濃度的懸浮液，將調(diào)好濃度的酵母懸浮液置于砂磨粉碎機中；選取顆粒直徑大小介于0. 3-0. 5 mm的研磨介質(zhì)，其研磨介質(zhì)為玻璃珠、硅酸鋯珠、 復合鋯珠、氧化鋯珠、氧化鋁珠或鋼珠；破碎條件為砂磨機轉(zhuǎn)速1000-3000 rpm，破碎時間 3-5min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非活性干酵母的破碎方法，適用于利用非活性干酵母生產(chǎn)酵母抽提物。本發(fā)明方法是將非活性干酵母按10%-30%的比例溶于水配成酵母懸浮液，然后置于砂磨粉碎機中；選擇顆粒直徑為0.3-0.5mm大小的砂磨介質(zhì)，介質(zhì)材料為玻璃珠、硅酸鋯珠、復合鋯珠、氧化鋯珠、氧化鋁珠或鋼珠；在1000-3000rpm的轉(zhuǎn)速下，能在3-5min內(nèi)迅速將酵母破碎，且破碎率高。本發(fā)明方法破碎的非活性干酵母在用酶法生產(chǎn)酵母抽提物的過程中具有大幅增加抽提物得率的特點，并且當配合連續(xù)操作的砂磨粉碎機機型時，還可實現(xiàn)大規(guī)模的連續(xù)化破碎，在酵母抽提物工業(yè)生產(chǎn)領域具有廣闊的應用前景。
文檔編號C12N1/06GK102174407SQ20111004902
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權日2011年3月2日
發(fā)明者劉昊, 吳夠安, 張賢文, 湛任遠, 黎惠忠 申請人:湖南本原生物科技有限公司