鮮啤酒酵母的綜合利用

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研究中心,江蘇無錫 214028;2.江南大學醫藥學院,江蘇無錫 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研究中心,江蘇無錫 214028;2.江南大學醫藥學院,江蘇無錫 214122)

作者對鮮啤酒酵母的綜合利用進行了研究,提出了以一種無廢渣廢水排放的環境友好的方式對鮮啤酒酵母進行開發利用的工藝,利用本工藝可以生產出營養豐富的蛋白質減肥產品,還可以加工成調味料酒或其他風味添加劑的中間產物。此外,作者還研究并優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;調味料酒;減肥產品

鮮啤酒酵母是指在啤酒的后酵過程中逐漸沉淀出來的老化或凋亡了的啤酒酵母,是啤酒工業的主要副產物之一。我國啤酒工業發展迅速,2007年我國啤酒產量達到3 931.37×107L,已連續6年位居全世界首位。隨著我國啤酒工業不斷擴大,鮮啤酒酵母的量也逐年遞增,已經成為一種大宗的亟待開發利用的食品工業污染源[1-2]。

傳統的處理方式是將啤酒酵母出售給養殖大戶,直接作為飼料喂豬喂牛加以消化[3-4]。隨著養殖業與飼料加工業的商業化,現代化的養殖場多以配合飼料喂養,不再飼喂啤酒酵母,而啤酒酵母的產量卻在與日俱增,在啤酒酵母的產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,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合國糧農組織(FAO)推薦的理想氨基酸組成值,所以它的營養價值很高。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,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,具有獨特的啤酒風味和酵母風味,可供用作風味獨特的調味料。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廢渣廢水排放的環境友好的方式對鮮啤酒酵母進行開發利用的工藝。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮啤酒酵母:由華潤雪花啤酒(無錫)有限公司提供。

1.2 儀器設備

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

1.3 工藝流程

2 結果與討論

2.1 脫苦除臭工藝選擇

根據孫凌雪等[8]的實驗,選用NaCl溶液與水相結合對鮮啤酒酵母進行脫苦除臭,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,即可達到脫苦除臭的效果。NaCl溶液質量濃度的選擇見表1。

表1 NaCl溶液質量濃度對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,即可達到脫苦除臭的目的。脫苦除臭過程中產生的洗滌廢水主要是含鹽(NaCl)水,采用HNF90-4040型卷式納濾膜進行脫鹽處理,可脫除NaCl達90%以上,使洗滌廢水達到工藝用水標準進行循環利用。

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濟合理的方法,根據王志博等的實驗[5,9-11],選用蝸牛酶(Snailase)對鮮啤酒酵母細胞破壁自溶,確定其最佳工藝條件。

采用四因素三水平正交實驗設計,觀察溫度、時間、p H值、加酶量對酵母粉得率的影響,結果見表2,3。

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

表3 正交實驗結果Tab.3 Results of orthogonal test

由表3的正交實驗結果可知,對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℃,時間10 h,p H 7.0,加酶量15 mg/m L。因為加酶量10 mg/mL與15 mg/mL對酵母粉的得率影響不大,從經濟角度考慮,減少加酶量可以達到節約成本的目的,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,酵母粉得率可以達到46.9%。

2.3 白色酵母粉成分分析

對一份純凈酵母泥噴霧干燥后得到的白色粉末進行了組成的測定,測定結果見表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

測定結果表明,所得純凈酵母泥噴霧干燥粉中含有大量的膳食纖維和優質蛋白質及豐富的B族維生素和微量礦物元素,幾乎不含有脂肪和還原糖類,所含蛋白質的人體必需氨基酸組成模式非常接近牛奶和雞蛋,優于 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 語

作者研究了以一種無廢渣廢水排放的環境友好的方式對鮮啤酒酵母進行開發利用的工藝,利用本工藝可以生產出營養豐富的蛋白質減肥產品以及可以進一步加工成調味料酒或其他風味添加劑的中間產物。對鮮啤酒酵母的脫苦除臭和破壁自溶工藝條件進行了優化,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,酵母粉得率可以達到46.9%。

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JIA Yan-ping,WEI Qun,ZHAO Jun.Research on yeast cell breaking by enzyme[J].China Brewing,2005(9):11-13.(in Chinese)

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,高級工程師,經濟學碩士,主要從事生物活性產品的研究開發。Email:bcw u923@163.com

江蘇省引進國外技術管理人才項目(2008002)。

＊

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

(責任編輯:李春麗)