制备啤酒废酵母抽提物的初步研究.doc

制备啤酒废酵母抽提物的初步研究随着啤酒生产成本的一再攀升，竞争的加剧，赢利空间日益萎缩，综合开发利用啤酒废酵母被认为是间接降低成本的有效途径之一。啤酒酵母发酵4代6代后逐渐衰老，胞内酶活性降低，本实验通过在酵母自溶过程中添加促进剂和酵母抽提酶，考察了酵母自溶后的氨基氮得率和固形物得率等指标，对具有重要应用前景的酵母抽提物的制备工艺路线进行了初步研究和分析。材料与方法1、材料废弃的新鲜酵母泥（酵母存活率90%）；酵母抽提酶，外购；其它试剂均为分析纯。2、主要仪器与设备低速大容量离心机；磁力搅拌机；钢制恒温反应罐；数显恒温水浴锅；蒸发仪；喷雾干燥机；电热鼓风干燥箱；可见分光光度计；电子分析天平；凯氏定氮仪；PH计。 3、方法酵母抽提物制备工艺流程见图1操作要点：1）预处理： 将啤酒酵母泥过90目的筛网，去除啤酒花、残渣等固体杂质。2）离心分离：将废酵母在离心机中以4500r/min的转速离心分离，脱酒12min。3）脱苦：将一定浓度的碳酸氢钠溶于纯净水中，倒入酵母泥中搅匀，低速搅拌45min。4）自溶：调节钢制反应罐适宜的PH和温度并添加适量的抽提酶和促进剂，使酵母细胞在低速搅拌下水解。 5）灭酶：自溶结束后，将自溶液迅速升温至95，保温15min进行灭酶。6）喷雾干燥：将上清液通过喷雾干燥制得粉状酵母抽提物。控制喷雾干燥机的压力为0.35MPa0.4MPa，进、出风温度分别为190225、8590。分析方法：游离氨基氮测定：甲醛滴定法；总氮测定：凯氏定氮法；可溶性固形物得率的测定：干燥法；PH测定：酸度计法；水分测定：105恒重法。【中国酒业新闻网】本文网址：/html/201005/17/20100517090412.htm结果与讨论1、脱苦对酵母抽提物口味的影响采用适当用量的碳酸氢钠对啤酒废酵母泥处理，并对抽提物感官质量和口感风味方面加以品评。从碳酸氢钠的用量和反应时间两方面进行实验，结果见表1。文章来源华夏酒报“+”表示口感差、有异苦味；“+ +”表示鲜味浓郁、略带苦味；“+ + +”表示口感好、无异味、鲜味浓郁。由表1可以看出，当碳酸氢钠用量超过0.4%时，低速搅拌1.5h以上时，脱苦效果较好，产品鲜味浓郁、口味协调醇厚。但考虑成本和效率因素，可采用0.4%干重的碳酸氢钠低速搅拌1.5h对废酵母脱苦处理。2、不同自溶工艺参数的影响1）自溶促进剂添加量的影响考虑到食品安全、风味、自溶促进剂后序分离及成本，氯化钠通常被认为是最理想的自溶促进剂。本实验研究了不同氯化钠添加量对氨基氮得率和固形物得率的影响，结果见表2。由表2可以看出，氨基氮、总氮和固形物得率与氯化钠添加量基本成正比，而且防腐效果也越来越好。但过量的氯离子会限制产品在食品中的应用，氯化钠过量咸味重，所以氯化钠用量宜控制为3%（质量分数W/W）左右。2） 不同PH对自溶的影响酵母细胞内含多种蛋白水解酶，其最适PH值在5-8之间，所以PH会影响蛋白质降解程度和产品口味。酵母细胞在弱酸近于中性的PH范围内，提高内源酶活力，使提取率增加。本实验研究了不同PH对自溶的影响，结果见表3。实验证明，当自溶液起始PH为8.5以上时，自溶液易出现发黄发臭现象；当自溶液起始PH为4.5以上时，氨基氮得率和含量均偏低。当自溶液起始PH为6-8，由于废酵母液呈酸性、加上自溶过程中释放的酸性氨基酸，将导致终了时PH降至5.5左右。从表3可以看出，过高、过低的自溶液起始PH对氨基氮得率的提高均不利，一般认为，PH为6-7比较合适，因此将实验的自溶液起始PH调节为6.0。3）用水量的影响通过实验发现，在其它条件相同时自来水和纯净水对氨基氮得率和固形物得率无明显差异，但鉴于纯净水自溶的产品口味稍好且香味浓郁纯正，因此本实验中采用纯净水用于制备悬浮液。本实验研究了不同用水量对氨基氮含量和收得率的影响，结果见表4。从表4可以看出，自溶用水较少时，氨基氮含量较高，但产品中氨基氮得率较低，主要是酵母残渣残留有酵母抽提物；自溶水用量较多时，氨基氮含量降低，但有利于提高氨基酸得率。但用水量过多，会增加后处理浓缩成本。因此认为，在酵母泥干物质含量为25%左右时，自溶水用量为酵母泥重量的两倍以内较合适。4）自溶温度和时间的影响较高或较低的自溶温度，将影响酶的作用或使酶失活，不仅氨基氮得率低，产品品质也差，口感香味不突出，且使自溶时间延长并容易导致产品变质。由于自溶过程中起主要作用的4种内源蛋白酶的最适作用温度为5060，同时本实验采用了最适温度为55的酵母抽提酶，所以控制自溶温度为55。在55下经不同的自溶时间，结果见表5。由表5可看出，随自溶时间的延长，氨基氮含量在前24hr内增加幅度较大，最后趋于平衡，苦味增重，会略带氨味，滤液由较浑浊变为较清亮。主要因为在水解过程中，随时间的延长，非水溶性疏水性多肽增加造成滤液不清亮、苦味增强。而随水解进一步进行，肽类被水解成小分子肽和氨基酸，故滤液稍变清亮。但过长时间不仅增加能耗，而且生产周期长，一般选择自溶时间为24hr。3、酶促酵母自溶工艺优化依据上述动力学研究结果、内源酶作用条件及单因子实验结果，现对酵母悬浮液浓度（10%、15%、20%）、NaCl添加量（1%、2%、3%）、酵母抽提酶添加量（0.25%、0.5%、1.0%）、自溶液PH（5.5、6.0、6.5）进行优化，正交实验结果见表6。由表6可以看出，当四因素即酵母悬浮液浓度、NaCl添加量、酵母抽提酶添加量、自溶液PH分别为10%、3.0%、1.0%、6.0时，氨基氮得率、总氮得率和固形物得率达到最高值，分别为4.43%、10.21%、59.88%。结论1、 酶促自溶制备啤酒废酵母抽提物的工艺条件将离心分离得到的酵母泥，加入0.4%干重的碳酸氢钠，预处理1.5hr，离心得到酵母泥，再加入纯净水制成10%的酵母悬浮液，加入3.0%的NaCl和1.0%的酵母抽提酶，同时调节起始溶液PH为6.0，于55下自溶24hr，再升温至95经过15min灭酶处理，喷雾干燥即得粉状酵母抽提物。2、 粉状酵母抽提物的质量1）感官指标：黄褐色粉末，肉香浓郁、鲜味强烈，无其它不良异味和异苦味，口味醇厚，快速溶于水而成透明状溶液。2）理化指标：干物质含量94%；总氮含量（不含NaCl干基）90%，氨基氮含量（不含NaCl干基）35%。3）微生物指标：细菌（个/g）1000；大肠杆菌（个/g）60；致病菌，未检