酵母蛋白胨的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种酵母蛋白胨。该酵母蛋白胨以高蛋白酵母发酵液为原料，采用脱色预处理，调浆，自溶，酶解，离心分离及浓缩干燥的方法制备而成，制得的酵母蛋白胨的分子量分布为500～3000Da，氨基氮含量为2～2.5%，蛋白胨含量高于20%。该酵母蛋白胨分子量分布均衡，完全在行业标准范围内，保证了产品的质量稳定性。除了富含蛋白质、肽类和氨基酸之外，还富含核苷酸、B族维生素和生物素，给菌体提供了稳定、全面均衡且易于吸收的营养。本发明避免了采用动植物源为材料制备的诸如转基因问题，相对于动植物蛋白胨具有无转基因争议、无致病性、无过敏原以及无风俗禁忌等优势。
【专利说明】酵母蛋白胨
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物制品【技术领域】，具体而言，涉及一种酵母蛋白胨。
【背景技术】
[0002]蛋白胨是不同来源的蛋白质经部分酶解或酸水解后，得到的可溶性产物混合物，一般分子量分布为500~3000Da。蛋白胨是一种外观呈淡黄色或黄色或棕黄色的粉剂，具有肉香的特殊气息。其作为培养基最重要的原材料之一，主要由胨，多肽，小肽(寡肽)，氨基酸，生长因子等组成，被广泛用于现代生物医学研究、临床细菌检验、卫生防疫、基因工程、细胞工程以及微生物发酵领域。
[0003]目前，国内外用于食品、医药、生物培养以及微生物发酵工业的蛋白胨，大多是以动物蛋白如畜骨、胶渣、畜血、鱼粉、动物内脏、生产骨粒的蒸骨水等为原料，植物蛋白如大豆，在液体条件下，使用生物酶制剂进行水解，再经过固液分离，浓缩，喷雾干燥等制成成品。由于动物蛋白和植物蛋白来源各异，致使蛋白胨产品各种氨基酸含量比例差异较大，导致终端产品的质量稳定性以及产率的问题不能得到有效保证。
[0004]生产优质的蛋白胨产品，除了与生物原材料有关外，水解方法以及后续的分离纯化等工艺的选择对于产品的澄清度，游离氨基酸含量，灰分含量，NaCl含量，产品色泽等重要技术指标也有至关重要的影响。由于蛋白质分子的形体大而复杂，所以其水解过程是有条不紊地按步进行。其水解过程可简要表示如下:蛋白质一胨一多肽一小肽一氨基酸。因此生产蛋白胨的关键是控制好水解过程，使其水解终止在“胨”的阶段，蛋白胨生产的蛋白质水解程度的大小，水解产物质量的好坏均与水解工艺的优化程度有关。
[0005]蛋白质的降解途径一般有酸碱水解法和生物酶水解法，传统的酸水解多用盐酸、硫酸、磷酸等作为水解试剂，但此类方法使色氨酸几乎全部破坏，部分丝氨酸和苏氨酸也被破坏。而且色氨酸分解后转变成一种腐黑质，严重影响成品的色泽。碱水解多采用氢氧化钠溶液，在高压下进行水解，这种方法几乎使所有氨基酸产生外消旋及部分脱氨作用，精氨酸转化成鸟氨和尿素；胱氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸均分解，通酸解法一样产生灰分含量高，产品色泽不好，且会对环境带来污染问题。
[0006]专利CN1334037A和专利CN1046191C公开了多肽骨粉及多肽保健营养品的制备方法，其中涉及了采用生物酶法水解工艺，酶解工艺未达到优化水平，成本升高，收率却不见上涨，工业实用性不强，另外其所选的原料均来自动物源。专利CN1150523A和CN101538601A中也公开了以新鲜牛骨作为原料，但是生产工艺中增加了数步对牛骨的预处理程序，增加了生产取材用材的难度和复杂程度，而且这些专利中都并未对蛋白胨的定义给予准确的界定和科学的阐述。也有专利公开了以蚕蛹为原料直接制备蚕蛹蛋白胨的方法，但结果却发现蛋白胨产率较低，同时对环境污染严重。
[0007] 目前，动植物源蛋白胨虽然是市场中主要的蛋白胨，但随着发酵要求逐渐精细化、标准化后，这类蛋白胨的弊端，逐渐暴露出来。由于动植物生长的环境及其一些外在因素，可能造成动植物生长状态的波动，进而造成其体内蛋白含量波动，并且蛋白的储存、提取和加工体系基本是开放的，可能会造成原料品质的变化(如变色、腐败等)和营养成分的差异，最终导致蛋白胨产品质量的不稳定，以此为原料，势必会影响发酵生产的稳定性。另外，动物源蛋白胨可能存在致病性和风俗禁忌问题，植物性的蛋白胨主要存在过敏性和转基因争议问题。
【发明内容】
[0008]本发明旨在提供一种酵母蛋白胨，该酵母蛋白胨产品稳定且营养成分完善。
[0009]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种酵母蛋白胨，采用高蛋白酵母发酵液为原料，制备方法包括脱色预处理，调浆，自溶，酶解，离心分离及浓缩干燥的步骤；其中酵母蛋白胨的分子量分布为500~3000Da，氨基氮含量为2~2.5%，蛋白胨含量高于 20%ο
[0010]进一步地，高蛋白酵母发酵液为蛋白质重量含量> 50%的面包酵母发酵液。
[0011]进一步地，脱色预处理步骤包括将高蛋白酵母发酵液与过滤水混合，洗涤和过滤的过程。
[0012]进一步地，调浆步骤包括:在8°C~12°C下向经脱色预处理后得到的酵母乳中加过滤水、柠檬酸和/或醋酸进行调配，得到PH值为3.6~4.2和酵母干物质质量含量为10%~15%的酵母乳悬浮液。
[0013]进一步地，自溶步骤包括:向调浆步骤得到的酵母乳悬浮液中添加表面活性剂，升温至40°C~60°C并调整pH至4~6，溶解5~8小时。
[0014]进一步地，表面活性剂包括乙酸乙酯、乙醇和单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。
[0015]进一步地，酶解步骤包括:将经自溶步骤后的酵母乳悬浮液升温至50°C~60°C，pH值调整至6~8，添加蛋白酶酶解18~22小时。
[0016]进一步地，蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶中的一种或多种；其中蛋白酶的添加量占酵母乳悬浮液中酵母干物质质量的0.6%。~0.9%。。
[0017]进一步地，离心分离步骤包括将酶解步骤中得到的酶解液在4000~5000r/分钟下进行离心分离10~20分钟，浸出上清液；以及浓缩干燥步骤包括将上清液在低于60°C下减压真空浓缩，得到酵母干物质重量含量为55%~65%的酵母蛋白胨浓缩液，将酵母蛋白胨浓缩液110°C~130°C下喷雾干燥，得到酵母蛋白胨。
[0018]进一步地，离心分离步骤之前还包括将酶解步骤中得到的酶解液升温至70°C~90°C终止酶解的过程。
[0019]应用本发明的技术方案，通过采用高蛋白酵母发酵液作为原料，经过脱色预处理，自溶，酶解，离心分离及浓缩干燥步骤，使得制备的酵母蛋白胨分子量分布均衡，完全在行业标准内，保证了产品的质量稳定性。得到的酵母蛋白胨除了富含蛋白质、肽类和氨基酸之外，还富含核苷酸、B族维生素和生物素，给菌体提供了稳定、全面均衡且易于吸收利用的营养。本发明以高蛋白酵母发酵液为原料，避免了采用动植物源为材料制备的诸如转基因问题，相对于动植物蛋白胨具有无转基因争议、无致病性、无过敏原以及无风俗禁忌等问题，由于采用了科学环保的优化酶解工艺，在制备过程中无高浓度有机废水排放，生产周期短且成本低廉。【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0021]酵母含人体所需要的8种氨基酸，高蛋白酵母中蛋白质含量超过50%。此外，酵母细胞还含有葡聚糖、甘露聚糖、维生素(主要为B族维生素、生物素等)、核酸、核苷酸、麦角固醇和微量元素等。 [0022]本发明提供了一种酵母蛋白胨，以高蛋白酵母发酵液为原料，通过包括脱色预处理，调衆，自溶，酶解，离心分离及浓缩干燥的制备方法制备而成；其中，酵母蛋白胨的分子量分布为500~3000Da，氨基氮含量为2~2.5%，蛋白胨含量高于20%。蛋白质含量高于50%酵母总重量的酵母称为高蛋白酵母。本发明中所指的高蛋白酵母发酵液是指采用蛋白质含量高于50%酵母总重量的酵母经常规发酵制备而成。
[0023]通过采用高蛋白酵母发酵液作为原料，经过脱色预处理，自溶，酶解，离心分离及浓缩干燥步骤，使得制备的酵母蛋白胨分子量分布均衡，完全在标准范围内，保证了产品的质量稳定性，完全符合行业标准。得到的酵母蛋白胨除了富含蛋白质、肽类和氨基酸之外，还富含核苷酸、B族维生素和生物素，给菌体提供了稳定、全面均衡且易于吸收利用的营养。本发明以高蛋白酵母发酵液为原料，避免了采用动植物源为材料制备的诸如转基因问题，相对于动植物蛋白胨具有无转基因争议、无致病性、无过敏原以及无风俗禁忌等问题，由于采用了科学环保的优化酶解工艺，在制备过程中无高浓度有机废水排放，生产周期短且成本低廉。
[0024]本发明优选采用蛋白质重量含量>50%的面包酵母发酵液，但并不局限于此。采用蛋白质重量含量> 50%的面包酵母发酵液制备的酵母蛋白胨能给菌体提供更全面均衡的营养成分，产品更稳定和更易于吸收利用。从营养角度来说，动植物源蛋白胨的营养成份比较单一，而本发明创造性地采用高蛋白酵母发酵液制备酵母蛋白胨，使得酵母蛋白胨除了富含蛋白质、肽类、氨基酸之外，还富含核苷酸、B族维生素和生物素等，能给菌体提供全面均衡的营养。采用酵母发酵液相对于动植物蛋白胨具有无转基因争议、无致病性、无过敏原以及无风俗禁忌等问题。
[0025]通过采用蛋白质含量高于50%的高蛋白酵母发酵液作为原料，并在高蛋白酵母发酵液进行调浆，自溶，酶解，离心去沉以及浓缩干燥步骤之前进行脱色预处理，其中脱色预处理步骤包括将高蛋白酵母发酵液与过滤水混合、洗涤和过滤的过程。本发明基于水质对产品的理化性质的影响考虑，优选采用低钙离子和镁离子含量的过滤水。通过洗涤和过滤等预处理可使酵母发酵液中含有的糖色去掉，得到乳白色的酵母乳，降低了酵母细胞之间的粘度，使得酵母细胞的分散更加均匀，有利于后续的酶解步骤。
[0026]将酵母发酵液经脱色预处理后，将得到的酵母乳进行调浆。根据本发明的一种优选实施方式，调浆步骤包括:在8°C~12°C下向经脱色预处理后得到的酵母乳中加过滤水、柠檬酸和/醋酸进行调配，得到酵母干物质质量比浓度为10%~15%和pH值为3.6~4.2的酵母悬浮液。
[0027]将酵母乳悬浮液中酵母干物质的含量控制在10%~15%范围内，此时酵母细胞具有最佳分散度，有利于后续的酵母酶解。如果酵母干物质的含量大于15%，则酵母细胞易团聚，影响了后续酶解过程中酵母乳悬浮液与蛋白酶的充分接触，从而使得酶解过程不完全；相反，如果酵母干物质的含量小于10%，则会降低酶的使用效率，从而降低了生产效率。
[0028]为了使酵母细胞能够较长久地保持活性，不会造成营养成分流失，本发明优选在温度为8V~12°C下以及pH值为3.6~4.2的范围内对酵母乳进行调配。如果温度过高或者PH控制不当，酵母细胞会提前自我衰亡，过早进行自溶，在相对恶劣环境下酵母甚至会释放苦味肽之类的物质，导致产品营养成分比例差异。
[0029]为了充分释放高蛋白酵母发酵液中的蛋白质和氨基酸，优选地，还包括自溶步骤:向调浆步骤得到的酵母乳悬浮液中添加表面活性剂，升温至40°C~60°C，调整pH至4~6，溶解5~8小时。其中表面活性剂包括乙酸乙酯、乙醇和单硬脂酸甘油酯中的一种或多种。在自溶过程的起初几个小时内，核苷酸的总量也快速增加，自溶过程释放的核酸酶，将核酸降解，提高了产品的核苷酸含量，较高的核苷酸含量是酵母蛋白胨产品的一大特点。自溶过程中高蛋白酵母自身特有的酶如羧肽酶、蛋白酶等充分发挥作用，使酵母自身进行预酶解，得到营养成分全面的蛋白胨。
[0030]由于单纯自溶过程使得收率过低，生产成本升高，因此需要另外添加蛋白酶以提高自溶收率。根据本发明的一种优选实施方式，在自溶开始后的5~8小时后，将酵母悬浮液升温至50°C~60°C，pH值调整至6~8，添加蛋白酶酶解18~22小时。蛋白酶在上述温度范围和PH值范围内，具有最佳的酶解效果。在自溶开始后的5~8小时后使酵母乳悬浮液继续在上述温度和PH值的条件下进行酶解18~22小时，经测试氨基氮水平较低且收率较高。 [0031]优选地，蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶中的一种或几种混合；其中蛋白酶的添加量占酵母乳悬浮液中酵母干物质含量的0.6%。~0.9%。。本发明优选木瓜蛋白酶，采用木瓜蛋白酶进行酶解的自溶收率最大，究其原因，可能是因为其属内切肽酶，具有较宽的底物特异性，能切开全蛋蛋白质分子内部肽链-C0-NH-，生成分子量较小的多肽类。
[0032]根据本发明的一种典型实施方式，离心步骤包括将酶解步骤中得到的酶解液在4000~5000r/分钟下进行离心分离10~20分钟，实现细胞碎片、不容物与浸出物的分离，得到浸出上清液；浓缩干燥步骤包括将上清液在低于60°C的条件下进行减压真空浓缩，得到酵母干物质的质量比浓度为55%~65%的酵母蛋白胨浓缩液，将酵母蛋白胨浓缩液在110°C~130°C下喷雾干燥，得到酵母蛋白胨。
[0033]为有效地控制酶解的程度，离心分离步骤之前还包括将酶解步骤得到的酶解液升温至70°C~90°C终止酶解的步骤。将酶解液升温至70°C~90°C可以避免蛋白酶继续发挥作用，以至于将肽段分子降解为更小的游离氨基酸进而影响产品的分子量分布。本发明所选用的酵母发酵液为蛋白质重量百分比含量> 50%的高蛋白酵母发酵液。只有保证原料中的蛋白含量较高，才能够保证最终得到的酵母蛋白胨中胨的含量，本发明中得到的酵母蛋白胨中的胨的含量一般在20%以上。
[0034]下面结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。
[0035]实施例1
[0036]取IL蛋白质含量为50%的面包酵母发酵液，用过滤水进行洗涤和离心分离三次，得到产品色度符合要求的酵母乳。在8°C下向酵母乳中添加过滤水和柠檬酸，调配成pH值为3.6和酵母干物质的质量比浓度为10%的酵母乳悬浮液。[0037]向酵母乳悬浮液中添加20ml乙酸乙酯，升温至40°C并调整pH值为4，自溶5h后将酵母乳悬浮液升温至50°C，用柠檬酸调整pH值至6，添加0.6%。的木瓜蛋白酶进行酶解18h，得到酶解液。将酶解液升温至70°C终止酶解，之后放入离心机中以4000r/分钟下离心分离10分钟，得到浸出上清液。将浸出上清液在60°C减压真空浓缩，得到质量含量为55%酵母蛋白胨浓缩液，并在130°C下喷雾干燥，得到粉状酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布在1600~2800Da左右，氨基氮含量为2.0%，其中蛋白胨含量为32%。
[0038]实施例2
[0039]取IL的蛋白质含量为60%的面包酵母发酵液，用过滤水进行洗涤和离心分离三次，得到产品色度符合要求的酵母乳。在12°C下，对酵母乳用过滤水和醋酸进行调配，得到PH值为4.2且酵母干物质的质量比浓度为15%的酵母乳悬浮液。
[0040]向酵母乳悬浮液中加入15ml的单硬脂酸甘油酯，升温至60°C并调整pH值为6，自溶8h后将酵母乳悬浮液升温至60°C并用醋酸调整pH值至8，添加占酵母乳悬浮液中酵母干物质质量的0.9%。风味蛋白酶，酶解22h，得到酶解液。将酶解液升温至90°C终止酶解，之后放入离心机中以5000r/分钟下离心分离20分钟，得到浸出上清液。将浸出上清液在50°C减压真空浓缩，得到酵母干物质的重量含量为65%酵母蛋白胨浓缩液，在110°C温度下喷雾干燥，得到粉状酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布在500~2000Da左右，氨基氮含量为2.45%，其中蛋白胨含量为29.9%。
[0041]对比例I
[0042]取IL蛋白质含量为55%的面包酵母发酵液，未经过脱色预处理直接添加过滤水和柠檬酸，调配成酵母干物质的质量含量为15%、pH值为4.2的酵母乳悬浮液。
[0043]向酵母乳悬浮液中加入20ml的乙酸乙酯，升温至60°C并调整pH值为6，自溶8小时后将酵母乳升温至60°C并加入柠檬酸来调整pH值至8，添加0.9%。的木瓜蛋白酶进行酶解22h，得到酶解液。将酶解液升温至90°C终止酶解，之后放入离心机中以5000r/分钟下离心分离20分钟，得到浸出上清液。将浸出上清液在50°C减压真空浓缩，得到质量含量约为55%酵母蛋白胨浓缩液，并在110°C温度下喷雾干燥，得到最终的粉状酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布为大约在9520Da,氨基氮含量为1.54%,其中蛋白胨含量一般在
13.9%。
[0044]对比例2[0045]取IL的蛋白质含量为60%的面包酵母发酵液，用过滤水进行洗涤和离心分离三次，得到产品色度符合要求的酵母乳。在20°C下，对酵母乳用过滤水和醋酸进行调配，得到PH值为5.0且酵母干物质的质量比浓度为23%的酵母乳悬浮液。
[0046]将酵母乳悬浮液升温至30°C并调整pH值为7，自溶3h后将酵母乳悬浮液升温至60°C并用醋酸调整pH值至5，添加占酵母乳悬浮液中酵母干物质质量的0.4%。风味蛋白酶，酶解22h，得到酶解液。将酶解液升温至90°C终止酶解，之后放入离心机中以5000r/分钟下离心分离20分钟，得到浸出上清液。将浸出上清液在50°C减压真空浓缩，得到酵母干物质的重量含量为45%酵母蛋白胨浓缩液，在110°C温度下喷雾干燥，得到粉状酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布大约在7490Da，氨基氮含量为1.88%，其中蛋白胨含量为
15.6%。
[0047]将本发明制备的酵母蛋白胨与动物蛋白胨进行对比，结果见表1。[0048]表1
[0049]
【权利要求】
1.一种酵母蛋白胨，其特征在于，采用高蛋白酵母发酵液为原料，制备方法包括脱色预处理，调浆，自溶，酶解，离心分离及浓缩干燥的步骤；其中，所述酵母蛋白胨的分子量分布为500~3000Da，氨基氮含量为2~2.5%，蛋白胨含量高于20%。
2.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述高蛋白酵母发酵液为蛋白质重量含量> 50%的面包酵母发酵液。
3.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述脱色预处理步骤包括将所述高蛋白酵母发酵液与过滤水混合、洗涤和过滤的过程。
4.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述调浆步骤包括: 在8°C~12°C下向经脱色预处理后得到的酵母乳中加过滤水、柠檬酸和/或醋酸进行调配，得到pH值为3.6~4.2和酵母干物质质量含量为10%~15%的酵母乳悬浮液。
5.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述自溶步骤包括: 向所述调浆步骤得到的酵母乳悬浮液中添加表面活性剂，升温至40°C~60°C并调整pH至4~6,溶解5~8小时。
6.根据权利要求5所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述表面活性剂包括乙酸乙酯、乙醇和单硬脂酸甘油酯中 的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述酶解步骤包括: 将经所述自溶步骤后的酵母乳悬浮液升温至50°C~60°C，pH值调整至6~8，添加蛋白酶酶解18~22小时。
8.根据权利要求7所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶和风味蛋白酶中的一种或多种；其中所述蛋白酶的添加量占所述酵母乳悬浮液中酵母干物质质量的0.6%。~0.9%。。
9.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于， 所述离心分离步骤包括将所述酶解步骤中得到的酶解液在4000~5000r/分钟下进行离心分离10~20分钟，浸出上清液；以及 所述浓缩干燥步骤包括将所述上清液在低于60°C下减压真空浓缩，得到酵母干物质重量含量为55%~65%的酵母蛋白胨浓缩液，将所述酵母蛋白胨浓缩液110°C~130°C下喷雾干燥，得到酵母蛋白胨。
10.根据权利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述离心分离步骤之前还包括将所述酶解步骤中得到的酶解液升温至70°c~90°C进行灭酶的过程。
【文档编号】C12P21/06GK103966291SQ201310034886
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2013年1月29日
【发明者】李啸, 俞学锋, 李知洪, 余明华, 杜支红, 冷一非, 王超 申请人:安琪酵母股份有限公司