酵母抽提物的生产研究.doc

生物工程系毕业设计（论文）题 目：酵母抽提液的生产研究院 系：生物工程系 专 业：生物技术 班 级：09130403班 姓 名：李文安 指导老师：姬晓娜 完成日期：2007-5-23 目 录摘要 关键词 引言1 材料与方法 1.1 材料1.2试验方法 1.2.1 PH对酵母自溶的影响 1.2.2 PH对酵母自溶的影响 1.2.3 木瓜酶对酵母自溶的影响 1.2.4 胰酶对酵母自溶的影响 1.2.5 葡聚糖酶对酵母自溶的影响 1.2.6 氯化钠对酵母自溶的影响 1.2.7 时间对酵母自溶的影响 1.2.8 用水量对自溶的影响 1.2.9 变温、变PH对自溶的影响 1.3 测定方法与标准 1.3.1 氨基氮的测定方法 1.3.2 干物质的测定方法1.3.3 折光的测定方法（手持式折光计）1.3.4 浓缩（抽真空负压蒸发浓缩） 1.3.5 酵母抽提物的感官指标 1.3.6 酵母抽提物的主要理化指标 2.结果与分析 3 结论参考文献摘 要 以废糖液发酵的酵母为原料经分离机分离得酵母乳液液经自溶制得酵母抽提物，用作食品漆加荆。实验表明，酵母自溶的最佳PH值为5.0 最佳温度55 最佳时间为32 h添加酶制剂和助溶剂可大大提高自溶介质中氨基氮的含量，复合酶效果更明显。Abstract Waste sugar to the yeast fermentation of raw materials. Separated by separator in the emulsion liquid yeast autolysis system in the yeast extract, for the food section of Canada Jing. The experiments show that yeast autolysis of the best pH 5.0 optimum temperature of 55 C. Best time of 32 hours. Add enzymes and cosolvent can be improved significantly since the dissolution medium nitrogen content, complex enzyme is more effective.关键词 酵母抽提物、自溶、温度、PH、助溶剂、时间引 言 酵母提取物(又称酵母浸出物、酵母精、酵母味素，Yeast extract)是一种国际流行的营养型多功能鲜味剂和风味增强剂。据现有资料显示，在发达国家如欧洲、日本等地，天然生物制品酵母抽提物、天然肉味香精已占到市场份额的37%，而我国酵母抽提物占调味品市场还不到1%，由此可见，不管是国内市场还是国际市场，酵母抽提物都将继续获得巨大增长。它是以酵母为原料，经过使用酵母自身酶系或添加酶制剂进行分解消化，再经过滤、浓缩等精制工序制成的天然调味料，若将其干燥就成为粉末产品。酵母细胞破壁处理法是提高得率的主要方法，它包括化学法、酶法和机械法。1 材料与方法1.1 材料酵母乳液由江门生物技术开发中心酵母厂分离机提供；氯化钠 分析纯；木瓜酶、胰酶、葡聚糖酶 江门生物技术开发中心酶制剂厂提供，其酶活力为950000U/g。1.2 试验方法1.2.0工艺流程图：如下1.2.1 PH对酵母自溶的影响分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液（Bx=8左右），把PH分别调为4.5、5.0、5.5、6.0，置于温度为50恒温水浴锅中48小时,每隔8个小时取一次样,进行离心（4000r/min 以下均相同）并测定其折光、氨基氮含量，灭酶后浓缩试味。1.2.2 温度对酵母自溶的影响分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液（Bx=8左右），把PH均调为5.0，分别置于45、50、55、60中进行恒温自溶48小时，每隔8个小时取一次样,进行离心并测定其折光、氨基氮含量，灭酶后浓缩试味。1.2.3 木瓜酶对酵母自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液（Bx=8左右），把PH均调为5.0，依次加入0.1g、0.15g、0.2g、0.25g木瓜酶，置于温度为50恒温水浴锅中32小时,每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、氨基氮、干物质。1.2.4 胰酶对酵母自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液（Bx=8左右），把PH均调为5.0，0.2g木瓜酶，依次加入0.010g、0.015g、0.020g、0.025g胰酶，置于温度为50恒温水浴锅中32小时,每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、氨基氮、干物质。1.2.5 葡聚糖酶对酵母自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液（Bx=8左右），把PH均调为5.0，加入0.2g木瓜酶、0.020g胰酶，依次加入0.1g、0.15g、0.2g、0.25g葡聚糖酶，置于温度为50恒温水浴锅中32小时,每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、氨基氮、干物质。1.2.6 氯化钠对酵母自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液，（Bx=8左右）把PH均调为5.0，加入0.2g木瓜酶、0.020g胰酶、0.2g葡聚糖酶，依次加入氯化钠2.0g、2.25g、2.5g、2.75g，置于温度为50恒温水浴锅中32小时,每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、干物质、氨基氮。1.2.7 时间对酵母自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中装入800ml酵母乳液，（Bx=8左右）把PH均调为5.0，加入0.2g木瓜酶、0.020g胰酶、0.2g葡聚糖酶，加入氯化钠2.5，置于温度为50恒温水浴锅中, 每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、干物质、氨基氮。1.2.8 用水量对自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（A、B、C、D）中分别装入（依次为1：1、1：1.5、1：2、1：2.5）800ml酵母乳液，（Bx=8左右）把PH均调为5.0，加入0.2g木瓜酶、0.020g胰酶、0.2g葡聚糖酶，加入氯化钠2.5，置于温度为50恒温水浴锅中, 每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、干物质、氨基氮。1.2.9 变温、变PH对自溶的影响 分别在4个1000ml的三角瓶（、C、D）中装入800ml酵母乳液（Bx=8左右），把PH均调为5.0，加入2.5g的氯化钠、0.2g木瓜酶、0.020g胰酶、0.2g葡聚糖酶，置于50恒温水浴锅中8小时，同时依次把A、B瓶的PH调为6.0、5.5，在温度为55下酶解16小时，接着把温度维持在60下8小时，每隔8个小时取一次样, 进行离心并测定其折光、氨基氮、干物质。1.3 测定方法与标准1.3.1 氨基氮的测定方法（1） 空白的测定：加60ml蒸馏水于烧杯中，在磁电动搅拌器的搅拌下加入10ml甲醛，用标准NaoH溶液滴定PH至9.2，记录所消耗体积（V1）。（2） 样的测定：加60ml蒸馏水、2ml样液于烧杯中，搅拌条件下用标准NaoH溶液滴定PH至8.2，加入10ml甲醛，用标准NaoH溶液滴定PH至9.2，记录所消耗体积（V2）。（3） 计算：氨基氮=1.4*C *（V2-V1）/21.3.2 干物质的测定方法（1） 取洁净的玻璃扁形称量瓶，置于1041烘箱中，瓶盖斜支于瓶边，0.51h后取出置于高燥皿中放凉，然后用分析天平称重（W1）。（2） 用吸管吸取2ml样液于称量瓶中并称重得（W2）。（3） 将称量瓶，置于1041烘箱中，瓶盖斜支于瓶边，4h后取出置于高燥皿中放凉，然后用分析天平称重（W3）。（4） 计算：干物质（%）= W3W1*100 W2W11.2.3 折光的测定方法（手持式折光计）1.2.4 浓缩（抽真空负压蒸发浓缩）1.3.5 酵母抽提物的感官指标2的酵母抽提物的水溶液(25)外观：淡黄色液体；气味：清淡肉味；滋味：味道鲜甜，咸淡适口，有独特的肉质味及谷物后味。1.3.6 酵母抽提物的主要理化指标2.结果与分析1.2.1结果分组PH折光氨基氮感官质量A4.56.20.38呈棕褐色，口味较醇厚，有肉质感B5.06.60.49C5.56.30.41D6.05.40.32质量较差由表中结果可以看出，酵母水解的最适宜PH为5.0，此时不但氨基氮、干物质等的含量较高，而且感官质量较好。在PH为6.0时由于酸行不强接近中性容易染菌，导致自溶液表面长菌，不但影响质量和产量，不可取。1.2.2结果分组温度（）折光氨基氮感官质量A455.90.38呈棕褐色，口味较醇厚，有肉质感B506.80.47C556.60.44D606.30.42表中结果表明在温度为50时酵母抽提液氨基氮含量和干达到最大值，故50为最佳自溶温度。这可能是因为啤酒酵母中含有4种蛋白酶，酶A是外切肽酶，最适作用温度3545 ，酶B、C、D都是内切肽酶，酶B、c的最适作用温度4555 ，酶D的最适作用温度60左右。在50时，内切酶B、c同时处于高活性状态，而酶A、D也具有一定的活性，因而自溶速率最高。当自溶时间为40h时，酵母抽提液的氨基氮含量和产品得率趋于稳定，风味非常醇厚。自溶时间超过40h时，酵母抽提液的氨基氮含量和产品得率几乎不再增加，风味也发生不良变化，44h时出现微苦味，48h时出现严重苦味，因此最佳自溶时间为40h1.2.3结果分组木瓜酶（g）折光氨基氮干物质A0.107.20.416.88 B0.157.80.437.02C0.208.30.557.11D0.258.10.547.04表明了添加不同量的木瓜蛋白酶作用的氨基氮总量及干物质的变化趋势。从图中结果可以看出，得率及氨基氮总量的变化趋势基本一致，在相同作用时间下，随着加酶量的增加不断增加。当加酶量超过一定量时自溶液后则不再增加。对于不同加酶量，随着作用时间的延长，氨基氮总量和干物质不断增加。自溶液的木瓜酶作用28 h的结果基本一致，且都达到最大值。1.2.4结果分组胰酶（g）折光氨基氮干物质A0.0107.30.426.84B0.0157.80.477.18C0.0208.40.577.58D0.0258.00.577.31表中数据表明胰酶对酵母自溶有一定的作用，它是多种酶的混合物，主要为胰蛋白酶，胰淀粉酶和胰脂肪酶。它促进了酵母细胞壁的肽键疏松，导致细胞壁的通透性发生改变，从而有利于胞内物外流，1.2.5结果分组葡聚糖酶（g）折光氨基氮干物质A0.107.70.506.91B0.158.00.517.23C0.29.00.627.76D0.258.00.627.46从上表可以看出，外加的3种酶制剂对酵母细胞自溶都有较好的促进作用，单独添加一种酶制剂可使酵母自溶得率提高不少，添加复合酶(木瓜白酶+胰酶+葡聚糖酶)效果更好，可提高酵母自溶得率更多。根据酵母自溶的机理，酵母细胞壁的结构是影响酵母自溶得率的主要因素。酵母细胞壁主要成分是葡聚糖(570)、甘露聚糖(66)、糖蛋白(220)和几丁质，共占酵母细胞壁干重的85。酵母细胞壁一般分为3层，内层为葡聚糖，中间层为蛋白质，外层为甘露寡糖7。葡聚糖是维系细胞壁刚性的主要物质，其中大部分为pl，3一葡聚糖。在内源酶和外加酶的共同作用下，使细胞壁疏松，促使细胞内容物外溢，从而提高了酵母自溶得率。蛋白酶的主要作用是将细胞内的大分子蛋白质水解为比细胞壁上的孔隙更小的分子，再渗出到细胞外；葡聚糖酶的主要作用是使细胞壁中的多聚糖链断裂，使细胞壁上的孔隙增大。试验结果表明，所添加的外源酶作用能力有限，单独添加蛋白酶或葡聚糖酶没有添加复合酶的效果好。1.2.6结果分组氯化钠（g）折光氨基氮干物质A2.008.00.537.12B2.258.00.597.32C2.509.00.688.15D2.758.50.677.66氯化钠浓度对酵母自溶的影响见上表。随着食盐浓度的增大，酵母抽提液氨基氮含量不断增大，风味也得到改善。在食盐浓度为2.5g时，氨基氮含量和得率均达到最大值，此时风味非常醇厚。但当食盐浓度为2.75g时，所得酵母抽提液喷雾干燥后其产品氯化钠含量教大 ，降低了产品档次，实际生产中一般不采用2.75g的食盐浓度。因而食盐的最佳浓度为2.5g。1.2.7结果时间4812162024分组折光氨基氮干物质折光氨基氮干物质折光氨基氮干物质折光氨基氮干物质折光氨基氮干物质折光氨基氮干物质A4.30.213.15.80.384.76.10.415.57.40.456.28.80.627.79.00.648.1B4.30.203.15.70.394.66.20.415.47.50.466.28.70.627.68.80.638.0上表结果表明随着自溶时间的延长，酵母抽提液的氨基氮含量和产品得率在不断增。当自溶时间为20h时，酵母抽提液的氨基氮含量和干物质趋于稳定，风味非常醇厚。自溶时间超过20h时，酵母抽提液的氨基氮含量和干物质增加很少，风味也发生不良变化，24h时出现微苦味，因此最佳自溶时间为40h1.2.6结果分组乳液：水折光氨基氮干物质A1：1.09.00.647.8B1：1.59.00.657.8C1：2.010.00.688.0D1：2.510.50.698.1实验表明，自溶用水较少时，稀酵母抽提液氨基氮含量较高，在水是乳液两倍左右氨基氮含量和干物质趋于一定，在用水较多时，但有利于提高收率。但另一方面，用水量较大时，浓缩成酵母抽提物成品的工作量较大，耗能较多。因此在酵母乳液和水的比例为1：2左右的情况下，自溶用水量为酵母泥重量的两倍左右比较合适。1.2.9结果分组折光氨基氮干物质A变温变PH10.40.708.1B10.60.718.2C恒温不变PH100.687.8D10.10.687.9该结果表明：变温、变PH更有利于酵母自溶。其中主要原因是在变温、变PH时能更进一步提高某一酶活力，从而促进其自溶。3 结论酵母自溶过程中，起主要作用的是蛋白酶、核酸酶和葡聚糖水解酶。在活性酵母细胞中自溶酶类位于细胞质膜的内侧，在特定的条件下，这些酶原被激活，被激活的水解酶类与相应的底物作用，胞内的生物大分子降解，并在细胞内积累，当生物大分子被水解成能通过细胞壁的小分子时，水解产物则扩散进入胞外介质。随着自溶作用的进行，水解酶类亦发生自身消化，水解活性随之下降，最后趋于零，此时自溶作用也随之结束。 因此，自溶就是控制介质条件，激活酵母细胞内的水解酶原，促使酵母自溶，最大限度地增加氨基酸和呈味核苷酸的抽提率。但随着自溶时间的延长，自溶抽提物中氨基酸成分会有所变化，呈鲜味氨基酸增加的同时，呈苦味氨基酸也随之增加，进而影响抽提液的质量。故添加促溶剂诱发并加速酵母细胞自溶有利于缩短自溶时间，改善抽提液风味。研究表明NaC1等质壁分离剂能有效促进酵母细胞自溶。外加复合酶自溶使干物质和氨基氮得率都有不同程度的提高。复合酶主要作用机理是破壁，使大分子物质也可从胞内逸出；干物质得率和蛋白质得率提高的幅度差别不大，说明该复合酶作用时，只是使细胞壁中的葡聚糖大分子链断裂，并未完全水解成小分子可溶性糖。酵母细胞组分的释放和分解可以通过许多方