吳保承, 湯魯宏, 楊春霞, 張 棟, 黃海波

(1.江蘇省生物活性制品加工工程技術(shù)研究中心,江蘇無(wú)錫 214028;2.江南大學(xué)醫(yī)藥學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122)

鮮啤酒酵母的綜合利用

吳保承1, 湯魯宏＊2, 楊春霞1, 張 棟1, 黃海波2

(1.江蘇省生物活性制品加工工程技術(shù)研究中心,江蘇無(wú)錫 214028;2.江南大學(xué)醫(yī)藥學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122)

作者對(duì)鮮啤酒酵母的綜合利用進(jìn)行了研究,提出了以一種無(wú)廢渣廢水排放的環(huán)境友好的方式對(duì)鮮啤酒酵母進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的工藝,利用本工藝可以生產(chǎn)出營(yíng)養(yǎng)豐富的蛋白質(zhì)減肥產(chǎn)品,還可以加工成調(diào)味料酒或其他風(fēng)味添加劑的中間產(chǎn)物。此外,作者還研究并優(yōu)化了鮮啤酒酵母的脫苦除臭及破壁自溶的工藝條件。

鮮啤酒酵母;蛋白質(zhì);調(diào)味料酒;減肥產(chǎn)品

鮮啤酒酵母是指在啤酒的后酵過(guò)程中逐漸沉淀出來(lái)的老化或凋亡了的啤酒酵母,是啤酒工業(yè)的主要副產(chǎn)物之一。我國(guó)啤酒工業(yè)發(fā)展迅速,2007年我國(guó)啤酒產(chǎn)量達(dá)到3 931.37×107L,已連續(xù)6年位居全世界首位。隨著我國(guó)啤酒工業(yè)不斷擴(kuò)大,鮮啤酒酵母的量也逐年遞增,已經(jīng)成為一種大宗的亟待開(kāi)發(fā)利用的食品工業(yè)污染源[1-2]。

傳統(tǒng)的處理方式是將啤酒酵母出售給養(yǎng)殖大戶,直接作為飼料喂豬喂牛加以消化[3-4]。隨著養(yǎng)殖業(yè)與飼料加工業(yè)的商業(yè)化,現(xiàn)代化的養(yǎng)殖場(chǎng)多以配合飼料喂養(yǎng),不再飼喂啤酒酵母,而啤酒酵母的產(chǎn)量卻在與日俱增,在啤酒酵母的產(chǎn)出量與消耗量之間造成了非常尖銳的矛盾,急需尋找可以將啤酒酵母轉(zhuǎn)化為其他商品的途徑。

啤酒酵母全身都是寶。它含有50%的蛋白質(zhì),4%～8%的核糖核酸(RNA),2%的B族維生素,1%的谷胱甘肽及輔酶 A,此外還有豐富的氨基酸[6-7]。啤酒酵母中的氨基酸組成比例接近聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦的理想氨基酸組成值,所以它的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高。啤酒酵母中含有的酵母多糖具有水分散性好、不易被消化吸收等特點(diǎn),是一種非常理想的膳食纖維,可用作減肥食品。啤酒酵母中含有豐富的核苷酸和B族維生素,具有獨(dú)特的啤酒風(fēng)味和酵母風(fēng)味,可供用作風(fēng)味獨(dú)特的調(diào)味料。為了充分利用啤酒酵母中所含有的這些組成成分,作者研究了以一種無(wú)廢渣廢水排放的環(huán)境友好的方式對(duì)鮮啤酒酵母進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的工藝。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮啤酒酵母:由華潤(rùn)雪花啤酒(無(wú)錫)有限公司提供。

1.2 儀器設(shè)備

GQ105管式高速離心機(jī),LDZ-5型噴霧干燥機(jī),GYB3005型高壓均質(zhì)機(jī),HNF90-4040型卷式納濾膜。

1.3 工藝流程

2 結(jié)果與討論

2.1 脫苦除臭工藝選擇

根據(jù)孫凌雪等[8]的實(shí)驗(yàn),選用NaCl溶液與水相結(jié)合對(duì)鮮啤酒酵母進(jìn)行脫苦除臭,具體操作方法為:先用酵母量4倍的純凈水洗滌3次,再用NaCl溶液清洗一次,即可達(dá)到脫苦除臭的效果。NaCl溶液質(zhì)量濃度的選擇見(jiàn)表1。

表1 NaCl溶液質(zhì)量濃度對(duì)脫苦除臭工藝的影響Tab.1 Effect of NaCl concentation on the debitter process

從表1可以看出,使用5 g/dL NaCl溶液清洗效果最好,所以最終選擇脫苦除臭工藝為:先用酵母量4倍的純凈水洗滌3次,再用5 g/dL NaCl溶液清洗一次,即可達(dá)到脫苦除臭的目的。脫苦除臭過(guò)程中產(chǎn)生的洗滌廢水主要是含鹽(NaCl)水,采用HNF90-4040型卷式納濾膜進(jìn)行脫鹽處理,可脫除NaCl達(dá)90%以上,使洗滌廢水達(dá)到工藝用水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行循環(huán)利用。

2.2 破壁自溶工藝的選擇

采用酶法使鮮啤酒酵母破壁自溶是比較經(jīng)濟(jì)合理的方法,根據(jù)王志博等的實(shí)驗(yàn)[5,9-11],選用蝸牛酶(Snailase)對(duì)鮮啤酒酵母細(xì)胞破壁自溶,確定其最佳工藝條件。

采用四因素三水平正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),觀察溫度、時(shí)間、p H值、加酶量對(duì)酵母粉得率的影響,結(jié)果見(jiàn)表2,3。

表2 正交分析因素水平表Tab.2 Factor levels of orthogonal test

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of orthogonal test

由表3的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,對(duì)酵母粉得率影響最大的因素為加酶量(D),其次為溫度(A)和時(shí)間(B),影響最小的因素是p H值(C)。最佳破壁自溶的工藝條件為A2B3C3D3,即溫度40℃,時(shí)間10 h,p H 7.0,加酶量15 mg/m L。因?yàn)榧用噶?0 mg/mL與15 mg/mL對(duì)酵母粉的得率影響不大,從經(jīng)濟(jì)角度考慮,減少加酶量可以達(dá)到節(jié)約成本的目的,所以選擇加酶量為10 mg/m L。最終確定最佳破壁自溶的工藝條件為:溫度40℃,時(shí)間10 h,p H 7,加酶量10 mg/m L,在此條件下,酵母粉得率可以達(dá)到46.9%。

2.3 白色酵母粉成分分析

對(duì)一份純凈酵母泥噴霧干燥后得到的白色粉末進(jìn)行了組成的測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4,5。

表4 噴霧干燥的純凈酵母泥的組成Tab.4 Compositions of spray dried cleaned beer yeast biomass

續(xù)表4

表5 噴霧干燥的純凈酵母泥的氨基酸組成Tab.5 Animo acid content of the spray dried cleaned beer yeast biomass

測(cè)定結(jié)果表明,所得純凈酵母泥噴霧干燥粉中含有大量的膳食纖維和優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及豐富的B族維生素和微量礦物元素,幾乎不含有脂肪和還原糖類,所含蛋白質(zhì)的人體必需氨基酸組成模式非常接近牛奶和雞蛋,優(yōu)于 WHO提出的理想模式,因而是非常理想的減肥類保健食品原料。

3 結(jié) 語(yǔ)

作者研究了以一種無(wú)廢渣廢水排放的環(huán)境友好的方式對(duì)鮮啤酒酵母進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的工藝,利用本工藝可以生產(chǎn)出營(yíng)養(yǎng)豐富的蛋白質(zhì)減肥產(chǎn)品以及可以進(jìn)一步加工成調(diào)味料酒或其他風(fēng)味添加劑的中間產(chǎn)物。對(duì)鮮啤酒酵母的脫苦除臭和破壁自溶工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,得到最佳的脫苦除臭工藝為:先用酵母量 4倍的純凈水洗滌 3次,再用 5 g/dL NaCl溶液清洗一次。最佳的破壁自溶工藝為:選用蝸牛酶,溫度40 ℃,時(shí)間10 h,p H 7,加酶量10 mg/mL。在此條件下,酵母粉得率可以達(dá)到46.9%。

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Development of a Novel Pattern for the Fresh Beer Yeast Biomass

Wu Bao-cheng1, TANG Lu-hong＊2, YANG Chun-xia1, ZHANGDong1, HUANG Hai-bo2
(1.Jiangsu Engineering Research Center for Bioactive Products Processing Technology,Wuxi 214028,China;2.School of Medicine and Pharmaceutics,Jiangnan University,Wuxi 214122,China)

A novel and environment friendly process for the utilization of fresh beerSaccharom ycetebiomass was proposed in this study.Follow by this process,the fresh beer yeast biomass could be fully act as the raw material to manufacture a kind of sauce for cook with the flavor of beer,and a kind of healthy food beneficial for the body weight keeping,do no t produce more waste sludge and waste water.Furthermore,the optimum conditions for bidder taste removing and autolyzation were determined in this study.

fresh beerSaccharom ycete,protein,sauce for cook,body weight keeping products

TQ 926.4

A

1673-1689(2010)02-0317-04

2009-04-22

吳保承(1958-),男,安徽肥東人,高級(jí)工程師,經(jīng)濟(jì)學(xué)碩士,主要從事生物活性產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)。Email:bcw u923@163.com

江蘇省引進(jìn)國(guó)外技術(shù)管理人才項(xiàng)目(2008002)。

＊

湯魯宏(1960-),男,江蘇南京人,副教授,工學(xué)博士,主要從事生物活性產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)。Email:tangluhong@m sm.com

(責(zé)任編輯:李春麗)