啤酒废酵母细胞破壁破壁处理方法的研究

啤酒废酵母细胞破壁破壁处理方法的研究

海藻糖是在极端条件下从啤酒中收集的，被称为“21世纪的生命之糖”。它是介绍食品、药物、护理和其他领域的重要海洋糖资源。啤酒酵母的破壁方法决定了海藻糖提取的效率。该文旨在通过对比6种破壁方式对啤酒酵母细胞中海藻糖溶出的影响,寻求能高效提取啤酒酵母细胞海藻糖的破壁方法,为啤酒酵母细胞高效分离海藻糖的工业化开发奠定技术基础。1材料和方法1.1试验材料1.1.1酸、活性炭、浓硫酸、酮的分析纯试剂海藻糖标准品(SIGMA公司生产);酒石酸、活性炭、浓硫酸、蒽酮等分析纯试剂(北京化工厂生产);啤酒酵母细胞(金汉斯啤酒集团提供啤酒废酵母泥,根据前期研究制备而成)。1.1.2仪器、检测方法高压脉冲电场装置[吉林大学殷涌光教授专利设计(200410011305.9)]、MAS-II微波萃取仪、JY92-2D型超声波细胞粉碎机、CR20B2型高速冷冻离心机、HH-S数显恒温水浴锅、T6新悦-可见分光光度计、AG204型电子天平(吉林大学军需科技学院营养与功能食品研究室提供)。1.2测试方法以啤酒废酵母细胞中的海藻糖得率为衡量指标,在课题组前期研究的基础上,对比6种不同破壁方法对海藻糖得率的影响情况。1.3海藻糖含量与提取效率的测定根据课题组前期研究成果,采用硫酸-蒽酮比色法测定吸光度值A630,根据公式1、2计算海藻糖浓度与得率,根据公式(3)计算海藻糖提取效率。2结果与分析2.1海藻糖得率试验如图1所示,6种破壁处理方式中,以微波辅助法2的海藻糖得率最高,为11.07%,显著高于其他方法(P<0.05),分别是微波辅助法1(9.24%)、超声波辅助法(7.72%)、微波法(5.07%)、超声波法(4.64%)、PEF法(4.4%)的1.20、1.43、2.18、2.39、2.52倍;PEF法的海藻糖得率最低;微波辅助法、超声波辅助法、微波法、超声波法分位居第2、3、4、5位。2.2微波辅助法如图1所示,6种破壁处理方式中,以PEF法海藻糖提取效率最大,为81.94μg/s,显著高于其他方法(P<0.05),分别是超声波辅助法(3.03μg/s)、微波辅助法1(6.46μg/s)、超声波法(12.57μg/s)、微波法(30.21μg/s)、微波辅助法2(13.3μg/s)的27.04、12.68、6.52、2.71、6.16倍;超声波辅助法海藻糖提取效率最低。2.3破壁提取时间的比较如图2所示,6种破壁处理时间中,以超声波辅助法的破壁提取时间最长,为380min;PEF法的破壁提取时间最短,为8min,显著小于其他方法(P<0.05),提取时间分别约为微波法(25min)、超声波法(55min)、微波辅助法2(124min)、微波辅助法1(213min)、超声波辅助法(380min)的1/3、1/7、1/16、1/27、1/48。3酵母海藻糖的提取试验结果表明,仅从海藻糖得率方面考虑,则可采取微波辅助法;但在实际工业化生产中,提取效率应达到最大,因此可选高压脉冲电场法(PEF法)对啤酒废酵母海藻糖进行提取。且该法成本低廉,预处理省时,杂质溶出少,后续纯化工艺简单。因此,用PEF提取啤酒废酵母细胞中海藻糖较快速有效。1.2.1高压脉冲场壁法pef法以水为溶剂,电场强度45kv/cm,脉冲数6个,液料比40∶1。1.2.2超声法以水为溶剂,超声时间55min,超声功率300W,液料比30∶1。1.2.3法以水为溶剂,液料比40∶1,微波功率500W,微波时间25min,微波温度80℃。1.2.41。微波辅助方法1以水为溶剂,液料比30∶1,微波时间3min,微波功率为600W,水浸提温度为100℃,水浸提时间为3.5h。1.2.5超声波辅助技术以水为溶剂,液料比40∶1,浸提温度为100℃,水提时间6