用啤酒廢酵母製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法
2023-12-02 09:39:26 1
專利名稱:用啤酒廢酵母製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法
技術領域：
本發明涉及利用酵母製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，具體涉及一種利用啤酒廢酵母製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法。
背景技術：
啤酒廢酵母是啤酒生產的副產物，按生產IOOt啤酒可得到含水分75% 80%的啤酒廢酵母1.5t計算，目前我國每年產生啤酒廢酵母60萬噸左右，若將其隨廢水排放則不僅浪費了寶貴資源，還會造成嚴重的環境汙染。
啤酒廢酵母含有豐富的蛋白，海藻糖及其他營養物質等。酵母自溶後的上清液部分可製成酵母抽提物，它是一種營養豐富、價格低廉的蛋白質源，可供製備具有營養、調味和保健三大功能的優良食品調味料。
酵母自溶後的上清液部分含有海藻糖，有「生命之糖」稱號的海藻糖不僅可以作為生物體內的能量儲備，也可以保護體內完整細胞免受外界惡劣條件的侵害，更值得關注的是，外源性的海藻糖同樣也可以保護細胞和生命大分子，對蛋白質變性具有保護作用。海藻糖的這些性質決定其在食品、醫藥衛生、化妝品等領域有著廣闊的應用前景。海藻糖在酵母中含量十分豐富，目前國內外生產海藻糖的一種主要方法是從酵母菌中提取。因此，可以從上清液中提取海藻糖。
酵母自溶後的殘渣主要為胞壁多糖，可作為膳食纖維發揮作用，且具有增強細胞免疫力，提高巨噬細胞活性及治癌等功效，極具商業應用價值。
隨著啤酒生產原輔料的大幅漲價，啤酒生產成本一再攀升,產品價格比拼和成本擠壓雙重壓力引發了贏利空間的不斷縮小，成為整個啤酒行業生存與發展的瓶頸，綜合開發利用啤酒廢酵母被認為是間接降低啤酒生產成本的有效途徑之一。
目前關於啤酒廢酵母的綜合利用已經被廣泛關注。公開號為CN1481719的專利公開了一種用啤酒廢酵母液製備酵母精的工藝；公開號為CN1806653的專利公開了一種利用啤酒酵母渣生產飼用免疫多糖與酵母抽提物的方法；韓少卿、趙芹和彭奇均對從酵母抽提物中提取海藻糖進行了研究。目前啤酒廢酵母的利用技術主要集中在生產酵母抽提物、飼用免疫多糖或者二者的結合，以及海藻糖的提取等。目前這些技術的不足之處在於沒有充分實現啤酒廢酵母的綜合利用，因此沒有實現資源利用的最大化。
發明內容
本發明目的在於克服現有技術的不足，提供一種利用啤酒廢酵母同時製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，利用酵母酶促自溶、超濾和納濾結合的方法，將酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物的製備結合起來，實現啤酒廢酵母利用的最大化，真正實現啤酒廢酵母的充分綜合利用。
本發明目的通過如下技術方案實現的:
一種利用啤酒廢酵母同時製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，包括如下步驟:
(I)啤酒廢酵母去雜質脫苦:新鮮的漿狀啤酒廢酵母過篩，得到啤酒廢酵母，然後加入5 10°C的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液和啤酒廢酵母重量比2: 1，NaHCO3的最終濃度為5 10g/L，然後在5 10°C下，經離心機分離得到除雜脫苦的啤酒廢酵母，備用；
(2)啤酒廢酵母自溶:將步驟(I)所得的除雜脫苦的啤酒廢酵母與水按重量比I: 2混合均勻成酵母液，調節pH至6 7後，依次加入佔酵母液重量0.4 1.0% wt的食鹽，0.4 L 0% wt的氯化鉀，0.01 0.5% wt的氯化鎂及0.001 0.1% wt的破壁酶，步驟(2)所述重量百分數為與酵母液重量之比，攪勻，在45 55°C範圍內自溶6 24小時；
(3)啤酒廢酵母酶解與滅活:將步驟(2)經自溶的啤酒廢酵母溶液升溫至50 60°C，加入佔啤酒廢酵母溶液0.01 0.5% wt的酵母抽提酶，酶解8 24小時後升溫至75 85°C，在此溫度下保溫30分鐘將酶滅活；
(4)酵母多糖的分離與乾燥:將步驟(3)滅活溶液進行固液分離，所得沉澱物用噴霧乾燥，得粉狀酵母多糖；
(5)海藻糖的分尚與乾燥:將步驟(4)固液分尚所得上清液,過5000分子量超濾膜去除大分子物質後，再經分子量200 300的納濾膜脫鹽濃縮，濃縮液在40 50°C的乙醇溶液中結晶，乾燥後得到海藻糖成品；
(6)酵母抽提物的濃縮及乾燥:將步驟(5)超濾濃液和納濾透過液混合，真空濃縮後得到酵母膏；或將步驟(5)超濾濃液和納濾透過液混合，按重量體積比為20 120g/l加入變性澱粉，混合均勻，經噴霧乾燥，得粉狀酵母抽提物。
步驟(I)所述的過篩為啤酒廢酵母過100目篩；攪拌時間為10 30分鐘。
所述的噴霧乾燥的熱空`氣進口溫度控制在170 280°C，出口溫度控制在70 100。。。
步驟(5)所述的乙醇溶液濃度為40 60%體積。
步驟(3)所述的酵母抽提酶為市場上出售的製備酵母抽提物專用的酵母抽提酶。
步驟(6)所述的重量體積比為變性澱粉質量與超濾濃液和納濾透過液的混合液的體積之比。
本發明中的啤酒廢酵母是啤酒工業的廢棄物，含有酵母多糖、海藻糖和蛋白質等成分，是製取酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物的很好的原料。因此，利用本發明所述的方法可以成功利用啤酒廢酵母同時製備酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物，變廢為寶，真正實現啤酒廢酵母的綜合利用，具有極大的示範和推廣價值。
本發明的方法具有以下優點:
1、利用酵母自溶，酵母抽提酶酶解，超濾和納濾相結合的方法，將酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物的製備結合起來，提高廢棄物的附加值，真正實現啤酒廢酵母的綜合利用；
2、採用酵母自溶與酵母抽提酶酶解相結合的方法，同時添加溶菌酶，促進了酵母內海藻糖及其它成分的充分釋放及蛋白的水解，改善酵母抽提物的風味。
具體實施方式
[0026]實施例1
過100目篩的新鮮啤酒廢酵母經3000g連續離心後得到含水約77.5 80 %的啤酒廢酵母備用；混合罐中加入IOOkg 51:水，加入0.61^ NaHCO3，攪拌使其完全溶解，將NaHCO3溶液加入到50kg啤酒廢酵母泥中，攪拌30分鐘，3000g連續離心，得到固體分離物備用;
將脫苦的酵母投入反應罐中，加入IOOkg水攪勻，用鹽酸調節pH至6.5後，依次加入食鹽0.65kg、氯化鉀0.65kg、氯化鎂15g及破壁酶1.5g後攪勻，在45°C條件下保溫酶促自溶24小時；
將經初步酶促自溶的酵母液升溫至50°C，加入酵母抽提酶15g，進一步酶解24小時後升溫至80°C，保溫30分鐘將酶滅活；
將酶滅活酵母溶液進行固液分離，所得沉澱物用噴霧乾燥機乾燥，熱空氣進口溫度控制在170°C，出口溫度控制在70°C，得粉狀酵母多糖4.18kg ；
將固液分離所得上清液，過5000分子量超濾膜去除大分子物質後，再經分子量300的納濾膜脫鹽濃縮。濃縮液在50°C、體積分數60%乙醇溶液中結晶，乾燥後得到海藻糖成品185g ；
將超濾濃液和納濾透過液混合成100ml，加入變性澱粉2kg混合均勻，經噴霧乾燥，熱空氣進口溫度控制在170°C，出口溫度控制在70°C，得粉狀酵母抽提物7.94kg。
實施例2
過100目篩的新鮮啤酒廢酵母經3000g連續離心後得到含水約77.5 80%的啤酒廢酵母泥備用；
混合罐中加入100kg 10°C水，加入1.2kg NaHCO3，攪拌使其完全溶解，加入50kg啤酒廢酵母泥，攪拌10分鐘，3000g連續離心分離，得到固體分離物備用；
將脫苦的酵母投入反應罐中，加入IOOkg水攪勻，用酸調節pH至6.0後，依次加入食鹽1.3kg、氯化鉀1.3kg、氯化鎂0.65kg及破壁酶67.5g後攪勻，在50°C條件下保溫酶促自溶8小時；
將經初步酶促自溶的酵母液升溫至55°C，加入酵母抽提酶200g，進一步酶解8小時後升溫至75°C，保溫30分鐘將酶滅活；
將酶滅活後的酶促自溶的酵母液進行固液分離，所得沉澱物用噴霧乾燥機乾燥，熱空氣進口溫度控制在260°C，出口溫度控制在88°C，得粉狀酵母多糖3.95kg ；
將固液分離所得上清液，過5000分子量超濾膜去除大分子物質後，再經分子量300的納濾膜脫鹽濃縮。濃縮液在40°C、體積分數40%乙醇溶液中結晶，乾燥後得到海藻糖成品190g ；
將超濾濃液和納濾透過液混合成IOOml，加入變性澱粉2.5kg混合均勻，經噴霧乾燥，熱空氣進口溫度控制在260°C，出口溫度控制在88°C，得粉狀酵母抽提物8.75kg。
實施例3
過100目篩的新鮮啤酒廢酵母經3000g連續離心後得到含水約77.5_80%的啤酒廢酵母備用；
混合罐中加入100kg 8°C水，加入0.9kg NaHCO3,攪拌使其完全溶解，加入50kg啤酒廢酵母泥，攪拌10分鐘，3000g連續離心分離，得到固體分離物備用；[0044]將脫苦的酵母投入反應罐中，加入IOOkg水攪勻，用酸調節pH至7.0後，依次加入食鹽1.0kg、氯化鉀1.0kg、氯化鎂0.1kg及破壁酶150g後攪勻，在55°C條件下保溫酶促自溶6小時；
將經初步酶促自溶的酵母液升溫至60°C，加入酵母抽提酶140g，進一步酶解12小時後升溫至85°C，保溫30分鐘將酶滅活；
將酶滅活溶液進行固液分離，所得沉澱物用噴霧乾燥機乾燥，熱空氣進口溫度控制在280°C，出口溫度控制在100°C，得粉狀酵母多糖3.71kg ；
將固液分離所得上清液，過5000分子量超濾膜去除大分子物質後，再經分子量300的納濾膜脫鹽濃縮。濃縮液在40°C、體積分數40%乙醇溶液中結晶，乾燥後得到海藻糖成品195g ；
將超 濾濃液和納濾透過液混合成IOOml，加入變性澱粉12kg混合均勻，經噴霧乾燥，熱空氣進口溫度控制在280°C，出口溫度控制在100°C，得粉狀酵母抽提物9.6kg。
權利要求
1.一種利用啤酒廢酵母製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)啤酒廢酵母去雜質脫苦:新鮮的漿狀啤酒廢酵母過篩，得到啤酒廢酵母，然後加入5 10°C的NaHCO3溶液，NaHCO3溶液和啤酒廢酵母重量比2: l，NaHC03的最終濃度為5 10 g/Ι，然後在5 10°C下，經離心機分離得到除雜脫苦的啤酒廢酵母，備用；所述的過篩為啤酒廢酵母過100目篩；攪拌時間為10 30分鐘； (2)啤酒廢酵母自溶:將步驟(I)所得的除雜脫苦的啤酒廢酵母與水按重量比1: 2混合均勻成酵母液，調節PH至6 7後，依次加入佔酵母液重量0.4 1.0% wt的食鹽，0.4 L 0% wt的氯化鉀 ，0.01 0.5% wt的氯化鎂及0.001 0.1% wt的破壁酶，步驟(2)所述重量百分數為與酵母液重量之比，攪勻，在45 55°C範圍內自溶6 24小時； (3)啤酒廢酵母酶解與滅活:將步驟(2)經自溶的啤酒廢酵母溶液升溫至50 60°C，加入佔啤酒廢酵母溶液0.01 0.5% wt的酵母抽提酶，酶解8 24小時後升溫至75 85°C，在此溫度下保溫30分鐘將酶滅活； (4)酵母多糖的分離與乾燥:將步驟(3)滅活溶液進行固液分離，所得沉澱物用噴霧乾燥，得粉狀酵母多糖； (5)海藻糖的分離與乾燥:將步驟(4)固液分離所得上清液，過5000分子量超濾膜去除大分子物質後，再經分子量200 300的納濾膜脫鹽濃縮，濃縮液在40 50°C的乙醇溶液中結晶，乾燥後得到海藻糖成品；所述的乙醇溶液濃度為40 60%體積； (6)酵母抽提物的濃縮及乾燥:將步驟(5)超濾濃液和納濾透過液混合，真空濃縮後得到酵母膏；或將步驟(5)超濾濃液和納濾透過液混合，按重量體積比為20 120g/l加入變性澱粉，混合均勻，經噴霧乾燥，得粉狀酵母抽提物。
2.根據權利要求
1所述的製備方法，其特徵在於所述的噴霧乾燥的熱空氣進口溫度控制在170 280°C，出口溫度控制在70 100°C。
3.根據權利要求
1所述的製備方法，其特徵在於步驟(6)所述的重量體積比為變性澱粉質量與超濾濃液和納濾透過液的混合液的體積之比。
專利摘要
本發明公開了一種利用啤酒廢酵母同時製備酵母多糖、海藻糖及酵母抽提物的方法。該方法包括啤酒廢酵母脫苦去雜質，啤酒廢酵母的自溶以及酶解與滅活，酵母多糖的分離和乾燥，海藻糖的膜分離、濃縮、結晶及乾燥，酵母抽提物的濃縮及乾燥等步驟。該方法具有原料利用率高、品質好、成本低、易於產業化的特點，實現了從同一種工業廢棄物-啤酒廢酵母同時生產出酵母多糖、海藻糖和酵母抽提物三種產品，提高了工業廢棄物的利用率，達到了廢棄物最大資源化的目的。
文檔編號C12P19/04GKCN101481719 B發布類型授權 專利申請號CN 200910036820
公開日2013年6月12日 申請日期2009年1月20日
發明者朱明軍, 梁世中, 方貴權, 田小群 申請人:華南理工大學, 廣州珠江啤酒股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (1), 非專利引用 (3),