专利名称：一种能大幅提高酵母抽提物得率的非活性干酵母破碎方法
技术领域：
本发明涉及非活性干酵母破碎和酵母抽提物生产技术，适用于利用非活性干酵母作为原料以酶法生产酵母抽提物过程中高效、大规模地破碎干酵母。
背景技术：
啤酒酵母(Brewer’ s Yeast)是啤酒酿造过程中最主要的副产物。是一种可食用的、营养丰富的单细胞微生物，营养学上把它叫做“取之不尽的营养源”。其细胞粗蛋白含量介于40-50%之间，包含有18种氨基酸。有实验证明，每1公斤干啤酒酵母所含的蛋白质， 相当于5公斤大米、2公斤大豆或2. 5公斤猪肉的蛋白质含量。啤酒酵母中还富含多种维生素、核酸、多糖、脂类、矿物质等营养物质，还可以从其中提取细胞色素C、谷胱甘肽、凝血质、 辅酶A和三磷酸腺苷等，广泛用于饲料、食品和医药行业。当前，啤酒酵母最主要的用途是被用于生产酵母抽提物(Yeast Extract,YE)0通常采用自溶、酶解、分离、浓缩等现代生物高新技术，将酵母细胞内的蛋白质、核酸等进行降解后精制而成一种棕黄色可溶性膏状或浅黄色粉状纯天然制品，含有丰富的多肽、氨基酸、 呈味核苷酸、B族维生素及微量元素，是一种优良的天然调味料，在食品行业中具有广泛的用途；也是最为理想的生物培养基原料和发酵工业中的主要原料，其功效与8倍的酵母相当，可以大大提高菌种的生产速率及发酵产品的得率。随着生物和食品技术的发展，科学家惊讶地发现，酵母抽提物可以说是一种极具前景的天然复合调味料，风味浓郁饱满、口感醇厚悠长，其增味效果无与伦比，并且营养丰富、加工性能良好，在一些食品加工中往往能起到有效增强产品鲜美味、醇厚感，同时缓和产品咸味、酸味，掩盖异味等作用，因此已在很多食品加工业中都得到了较好的应用。在欧美及日韩等地区的高档调味产品中，YE已成为标志性配料列于标签中。而在我国，YE在食品、调味品等领域中的运用也已成为大势所趋。因此，随着酵母抽提物的市场需求越来越大，越来越多的啤酒酵母被用于酵母抽提物的生产。目前常用的酵母抽提物生产方法是将鲜啤酒酵母通过自溶的方式进行水解而得。然而，由于鲜酵母储存和运输困难，鲜酵母一旦得不到及时处理，便会引起腐败变质，对环境造成很大的污染。这就要求抽提物生产厂必须靠近啤酒厂才行，一旦啤酒厂排放废酵母，可以及时加工处理；并且啤酒厂的生产不稳定，有旺季淡季之分，对抽提物生产厂来说， 都是限制发展的不利因素。而将鲜酵母通过干燥加工制成非活性干酵母后，则不存在储存和运输问题，便于收集和统一加工。但是干燥过程中的高温不可避免地造成酵母内的各种酶失活，使得干燥后的酵母自溶作用失效。因此，用非活性干酵母制备酵母抽提物必须首先对酵母进行破壁，使内部的蛋白、核酸等营养物质暴露出来，才能有效地进行下一步的蛋白等营养物质的酶解。而目前针对非活性干酵母并没有什么有效的破碎方法，因为非活性干酵母的细胞壁经过脱水作用后，比鲜酵母的细胞壁更加坚固；而且非活性干酵母由于在干燥过程中被高温杀死并失去了胞内酶活性，不像活性干酵母那样还可以再次活化后再采用自溶的方式破碎。因此，在同样采用鲜酵母常用的超声、高压勻浆等方法破碎时，非活性干酵母破碎效果并不理想。例如超声破碎非活性干酵母的破碎率仅为25%左右，并且规模小不适于工业化应用；而高压勻浆破碎非活性干酵母效率也比破碎鲜酵母大大降低，循环3-4次破碎率也才50%左右。因此，工业上急需开发一种破碎率高、规模大且操作简单的非活性干酵母破碎方法。这样非活性干酵母就能摆脱破碎率低、酵母抽提物得率低的技术瓶颈，而借助自身巨大的储存和运输优势，在未来的酵母抽提物生产中发挥越来越重要的作用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种操作简单、耗时短、破碎率高、适合大规模生产，可以大幅提高酵母抽提物得率的非活性干酵母细胞破碎方法。本发明通过以下技术方案予以实现
一种非活性干酵母细胞的破碎方法，其特征在于将非活性干酵母溶于水中，调成 10%-30% (w/w)浓度的悬浮液，将调好浓度的酵母悬浮液置于砂磨粉碎机中；选取颗粒直径大小介于0. 3-0. 5 mm的研磨介质，其研磨介质为玻璃珠、硅酸锆珠、复合锆珠、氧化锆珠、氧化铝珠或钢珠；破碎条件为砂磨机转速1000-3000 rpm，破碎时间3-5min。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
本发明采用的砂磨破碎方法通过对酵母悬浮液浓度、破碎介质大小、转速、破碎时间的确定，使得操作简单、时间短、破碎率高，大幅提高了从非活性干酵母内提取酵母抽提物的得率；配合连续操作的砂磨粉碎机机型，还可轻松实现大规模连续化破碎，以利于工业化大规模生产的需要；而且，该破碎过程为纯粹的物理方法，没有化学反应，不会破坏酵母胞内物质，也不会带入有害物质，干净环保；另外，破碎介质还可反复使用，破碎成本低。
具体实施例方式以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。实施例1
称取干啤酒酵母粉100g，溶于900ml水中，配成10%(w/w)浓度的酵母悬浮液。将酵母悬浮液置于砂磨粉碎机中，选择直径为0.5 mm的玻璃珠作为研磨介质，1000 rpm研磨;3min。 用16X25规格的血球计数板进行计数，选择板上网格的四角和中间一格的酵母细胞进行计数，得出破碎率达到61%。将破碎液置于烧杯中，按破碎液中干酵母含量的0. 3%(w/w)分别加入复合蛋白酶和风味蛋白酶，50°C保温20h，5000 r/min离心分离5 min，上清、沉淀分别在102°C烘干至恒重。按抽提物得率=上清干重/破碎液中干酵母重量X 100%的公式计算，得到抽提物得率为M%。而未经破碎的干酵母悬浮液在同样条件下酶解，抽提物得率仅为20%，证明干酵母经砂磨破碎后，酵母抽提物的得率增加了 270%。实施例2
称取干啤酒酵母粉200g，溶于800ml水中，配成20%(w/w)浓度的酵母悬浮液。将酵母悬浮液置于砂磨粉碎机中，选择直径为0.4 mm的硅酸锆珠作为研磨介质，2000 rpm研磨 %iin。用16X25规格的血球计数板进行计数，选择板上网格的四角和中间一格的酵母细胞进行计数，得出破碎率达到78%。将破碎液置于烧杯中，加入一倍体积的水调整破碎液的干物质浓度为10%，按干物质量的0. 3%(w/w)分别加入复合蛋白酶和风味蛋白酶，50°C保温20h，5000 r/min离心分离5 min，上清、沉淀分别在102°C烘干至恒重。按抽提物得率=上清干重/稀释后破碎液中干物质重量X 100%的公式计算，得到抽提物得率为63%。另取20%(w/w)浓度的酵母悬浮液，用超声法破碎，功率250W，破碎k后间歇5s， 99个循环。破碎完成后用同样的细胞计数法计算破碎率为27% ；将超声破碎液按上述砂磨破碎液同样的比例稀释一倍，并在同样条件下酶解，抽提物得率仅为31%。证明用干啤酒酵母生产酵母抽提物时，砂磨破碎法比高压勻浆破碎法的抽提物得率增加了 203%。实施例3
称取干啤酒酵母粉300g，溶于700ml水中，配成30%(w/w)浓度的酵母悬浮液。将酵母悬浮液置于砂磨粉碎机中，选择0.3 mm的氧化锆珠作为研磨介质，3000 rpm研磨5min。用 16X25规格的血球计数板进行计数，选择板上网格的四角和中间一格的酵母细胞进行计数，得出破碎率达到94%。将破碎液置于烧杯中，加入两倍体积的水调整破碎液的干物质浓度为10%，按干物质量的0. 3%(w/w)分别加入复合蛋白酶和风味蛋白酶，50°C保温20h，5000 r/min离心分离5 min，上清、沉淀分别在102°C烘干至恒重。按抽提物得率=上清干重/稀释后破碎液中干物质重量X 100%的公式计算，得到抽提物得率为74%。另取30%(w/w)浓度的酵母悬浮液，用高压勻浆法破碎，90Mpa，勻浆3次，破碎完成后用同样的细胞计数法计算破碎率为53% ；将高压勻浆破碎液按上述砂磨破碎液同样的比例稀释三倍，并在同样条件下酶解，抽提物得率仅为44%。证明用干啤酒酵母生产酵母抽提物时，砂磨破碎法比高压勻浆破碎法的抽提物得率增加了 168%。
权利要求
1. 一种能大幅提高酵母抽提物得率的非活性干酵母破碎方法，其特征在于将非活性干酵母溶于水中，调成10%_30% (w/w)浓度的悬浮液，将调好浓度的酵母悬浮液置于砂磨粉碎机中；选取颗粒直径大小介于0. 3-0. 5 mm的研磨介质，其研磨介质为玻璃珠、硅酸锆珠、 复合锆珠、氧化锆珠、氧化铝珠或钢珠；破碎条件为砂磨机转速1000-3000 rpm，破碎时间 3-5min。
全文摘要
本发明公开了一种非活性干酵母的破碎方法，适用于利用非活性干酵母生产酵母抽提物。本发明方法是将非活性干酵母按10%-30%的比例溶于水配成酵母悬浮液，然后置于砂磨粉碎机中；选择颗粒直径为0.3-0.5mm大小的砂磨介质，介质材料为玻璃珠、硅酸锆珠、复合锆珠、氧化锆珠、氧化铝珠或钢珠；在1000-3000rpm的转速下，能在3-5min内迅速将酵母破碎，且破碎率高。本发明方法破碎的非活性干酵母在用酶法生产酵母抽提物的过程中具有大幅增加抽提物得率的特点，并且当配合连续操作的砂磨粉碎机机型时，还可实现大规模的连续化破碎，在酵母抽提物工业生产领域具有广阔的应用前景。
文档编号C12N1/06GK102174407SQ20111004902
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者刘昊, 吴够安, 张贤文, 湛任远, 黎惠忠 申请人:湖南本原生物科技有限公司