专利名称：利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，具体是指用羧甲基壳聚糖对啤酒酵母泥进行脱苦，属于羧甲基壳聚糖吸附技术领域。
背景技术：
据统计，2011年我国啤酒行业总产量达到4898. 82万千升，连续十年保持产量世界第一。在啤酒发酵过程中要加入酵母，酵母利用葡萄糖转化乙醇时，同时产生大量菌体，这些菌体除一部分被继续用于啤酒发酵之外，大部分成为啤酒酵母泥，一般都作为废液排放，排放时占啤酒废水污染负荷的37%，回收啤酒酵母可减少啤酒废水污染负荷50%。废酵母泥杂质多，质量差，规模较大的啤酒厂将废酵母干燥作为饲料，规模较小的啤酒厂则作为废水直接排入下水道，流入江河湖泊中，这既污染环境，又浪费了大量的生物资源。 啤酒废酵母营养丰富，酵母细胞含水分75% -85%，干物质占湿重的15% -25%,啤酒酵母细胞内含有丰富的蛋白质、核酸、维生素、碳水化合物、类脂物质、矿物质等多种营养成分(李海霞.啤酒废酵母泥综合利用的关键技术研究[D].吉林大学，2009.)，酵母菌体干物质含有50%的蛋白质，含有18种氨基酸等，还有人体必需的8种必需氨基酸；废酵母富含核酸，其中核糖核酸(RNA)的质量分数为2. 7% -10. O%，脱氧核糖核酸(DNA)的质量分数为O. 03% -O. 516%，含有较高的RNA/DNA比值。啤酒酵母还富含维生素、有机酸、糖和14种矿物质磷、铁、钙、钠等。因此，对于营养成分含量丰富的啤酒废酵母的综合应用，即成为当前研究的重要内容。但是，由于啤酒酿造后的酵母菌体细胞具有浓烈的苦味，无法直接食用，故去除苦味是必须首先要解决的问题。啤酒酵母泥之所以存在浓烈的苦味，主要是在酿造过程中，啤酒花的树脂及丹宁等成分粘附于酵母菌体细胞壁造成的。这些成分中主要是α -酸、β -酸和异α_酸及一些多酚物质，其结构中富含氢离子。故用碱性物质可以达到脱苦的目的。啤酒酵母泥中存在的主要苦味物质为异α -酸。异α -酸具有强烈的苦味，它在水中的溶解度较α-酸高(王仁雷.基于功能性调味剂开发的啤酒废酵母自溶工艺条件的研究[J].中国调味品，2010，8(35) :40-42.)。过去，人们大多利用氢氧化钠、碳酸氢钠等碱性物质去除异α -酸，但这些物质去除效果不佳，而且用量大，影响经济效益。CMCS是壳聚糖羧甲基化反应的一种重要的水溶性衍生物，既含有活性氨基又含有羧基的生物可降解阳性多糖，故对酸性物质具有良好的吸附作用。此外，由于它是壳聚糖经化学改性得到的水溶性衍生物，溶解性大大提高，更有利于与许多苦味物质发生反应，从而对酵母泥的脱苦具有良好的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应条件温和，反应所需试剂和反应过程中产生的物质无毒的利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法。为实现本发明目的，采用如下技术方案
利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，包括如下步骤(I)啤酒酵母泥的预处理将pH值为3. 5-4. O的啤酒酵母泥用NaHCO3溶液调pH到6. 5-7. 5 ;然后采用60-100目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，4000_6000r/min转速离心处理5-20min，弃上清液，得啤酒酵母泥；(2)脱苦将羧甲基壳聚糖加入步骤(I)预处理后的啤酒酵母泥中，羧甲基壳聚糖的加入量为啤酒酵母泥质量的O. 5 3%，控制pH值为5 9，反应15 95min。为进一步实现本发明目的，所述羧甲基壳聚糖的取代度> 80%，脱乙酰度彡 85%。羧甲基壳聚糖的加入量优选为啤酒酵母泥质量的I 2%。羧甲基壳聚糖的加入量进一步为啤酒酵母泥质量的2% ;反应的时间优选为 58min。步骤(2)优选控制pH值为7. 5。啤酒酵母泥中啤酒酵母细胞形态为椭圆至圆形，长8-10um,宽为5_10um。本发明一方面是利用羧甲基壳聚糖(CMCS)中的-NH2和-COOH分别与异α -酸中的氢和-OH发生反应，降低异α -酸的浓度；另一方面利用羧甲基壳聚糖(CMCS)吸附啤酒酵母泥中存在的其他苦味物质如丹宁、树脂等。且羧甲基壳聚糖为吸附剂，加入到啤酒酵母泥中，在不影响酵母原有品质的条件下，减少酵母泥中的苦味，扩大了酵母泥的应用领域，提高了酵母泥的应用价值。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果(I)本发明方法简便，反应条件温和，反应所需试剂和反应过程中产生的物质无毒，对环境无污染。(2)本发明所用的羧甲基壳聚糖是壳聚糖经化学改性得到的水溶性衍生物，溶解性大大提高，更有利于与许多苦味物质发生反应，从而对酵母泥的脱苦具有良好的效果。(3)本发明所用的羧甲基壳聚糖易得，用量少，脱苦效果明显。
具体实施例方式为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。下面实施例中，有关苦味值的测试方法如下在250mL碘量瓶中，准确称取酵母泥5g，准确加入IOmL蒸馏水悬浮，然后加入
O.5mL浓度为6mol/L的盐酸，20mL异辛烷和直径为2_4_玻璃珠2 3个(利于振荡)，盖紧塞子、用电动振荡机振荡15min，使异辛烷提取液呈乳状。静止30min，将上层清夜移入离心管中，以3000r/min速度离心IOmin,取上层清夜，于IOmm石英比色皿中，在波长275nm下，以异辛烷为空白，测定其吸光值，苦味值以每克样品中苦味值单位BU表示，根据下面公式计算苦味值。计算公式Y=A275 X 50/G式中Y-苦味值(BU/g)A275-在波长275nm处测得样品吸光值
G-样品重量(g)实施例I利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，包括如下步骤(I)啤酒酵母泥的预处理啤酒酵母细胞形态为椭圆至圆形，长8-10um，宽为5-10um。啤酒酵母泥pH值大约为3. 5-4. O,用O. 5mol/L的NaHCO3调pH到7。采用60目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，5000r/min转速离心处理lOmin，弃上清液，得啤酒酵母泥；(2)脱苦称取步骤(I)预处理后的啤酒酵母泥15g于250mL的烧杯中，量取50mL蒸馏水于烧杯中，其pH值为6. 5。用O. 5mol/L的NaHCO3，将pH值调节为8 ;在所述烧杯中加入O. Ig羧甲基壳聚糖，在室温下反应25min，测定酵母泥的苦味值。做三次平行，取平均值。测得啤酒酵母泥的苦味值为3.80BU/g。所用羧甲基壳聚糖的取代度，脱乙酰度分别是80 %和85 %，购买自浙江澳兴生物科技有限公司。 作为对比例，重复以上步骤(I)和(2)，不同的只是在步骤(2)中不加入羧甲基壳聚糖，测得啤酒酵母泥的苦味值为10. 87BU/g。加入了羧甲基壳聚糖后，苦味值降低。说明了羧甲基壳聚糖吸附啤酒酵母泥中的苦味物质，减少了苦味物质的含量，使得啤酒酵母泥的苦味降低。扩大了酵母泥的应用领域，制备出较高品质的酵母蛋白粉，提高了酵母泥的应用价值。实施例2利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，包括如下步骤(I)啤酒酵母泥的预处理啤酒酵母细胞形态为椭圆至圆形，长8-10um,宽为5-10um。啤酒酵母泥pH值大约为3. 5-4. O，用O. 5mol/L的NaHCO3调pH到7. 5。采用60目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，4000r/min转速离心处理20min，弃上清液，得啤酒酵母泥；(2)称取酵母泥15g于250mL的烧杯中，量取50mL蒸懼水于烧杯中，用O. 5mol/L的NaHCO3溶液将pH值调节为8，向烧杯中加入O. lgCMCS，在室温下反应55min，测定酵母泥的苦味值。做三次平行，取平均值。测得啤酒酵母泥的苦味值为3. 61BU/g。实施例3(I)啤酒酵母泥的预处理啤酒酵母细胞形态为椭圆至圆形，长8-10um,宽为5-10um。啤酒酵母泥pH值大约为3. 5-4. O,用O. 5mol/L的NaHCO3调pH到6. 5。采用100目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，5000r/min转速离心处理lOmin，弃上清液，得啤酒酵母泥；(2)称取酵母泥15g于250mL的烧杯中，量取50mL蒸懼水于烧杯中，用O. 5mol/L的NaHCO3将pH值调节为8，加入O. 25g的CMCS，在室温下反应55min，测定其苦味值。做三次平行，取平均值。测得啤酒酵母泥的苦味值为3. 15BU/g。实施例4(I)啤酒酵母泥的预处理啤酒酵母细胞形态为椭圆至圆形，长8-10um,宽为5-10um。啤酒酵母泥pH值大约为3. 5-4. O，用O. 5mol/L的NaHCO3调pH到7。采用100目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，6000r/min转速离心处理lOmin，弃上清液，得啤酒酵母泥；
(2)称取酵母泥15g于250mL的烧杯中，量取50mL蒸懼水于烧杯中，用O. 5mol/L的NaHCO3将pH值调节为7. 5，加入O. 3g的CMCS，在室温下反应58min，测定其苦味值。做三次平行，取平均值。测得啤酒酵母泥的苦味值为 2.89BU/g。
权利要求
1.利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，其特征在于包括如下步骤 (1)啤酒酵母泥的预处理将pH值为3.5-4. O的啤酒酵母泥用NaHCO3溶液调pH到6. 5-7. 5 ;然后采用60-100目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，4000_6000r/min转速离心处理5-20min，弃上清液，得啤酒酵母泥； (2)脱苦将羧甲基壳聚糖加入步骤(I)预处理后的啤酒酵母泥中，羧甲基壳聚糖的加入量为啤酒酵母泥质量的O. 5 3%，控制pH值为5 9，反应15 95min。
2.根据权利要求I所述的利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，其特征在于所述羧甲基壳聚糖的取代度> 80%，脱乙酰度> 85%。
3.根据权利要求I所述的利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，其特征在于羧甲基壳聚糖的加入量为啤酒酵母泥质量的I 2%。
4.根据权利要求3所述的利用羧甲基壳聚糖制备脱苦啤酒酵母泥的方法，其特征在于羧甲基壳聚糖的加入量为啤酒酵母泥质量的2% ;反应的时间为58min。
5.根据权利要求I所述的利用羧甲基壳聚糖制备脱苦啤酒酵母泥的方法，其特征在于步骤(2)控制pH值为7.5。
6.根据权利要求I所述的利用羧甲基壳聚糖制备脱苦啤酒酵母泥的方法，其特征在于啤酒酵母泥中啤酒酵母细胞形态为椭圆至圆形，长8-10um，宽为5-10um。
全文摘要
本发明公开了利用羧甲基壳聚糖脱苦制备啤酒酵母泥的方法，该方法将pH值为3.5-4.0的啤酒酵母泥用NaHCO3溶液调pH到6.5-7.5；然后采用60-100目筛网过滤，去除大型颗粒及表面漂浮杂物，4000-6000r/min转速离心处理5-20min，弃上清液，得啤酒酵母泥；将羧甲基壳聚糖加入预处理后的啤酒酵母泥中，羧甲基壳聚糖的加入量为啤酒酵母泥质量的0.5～3％，控制pH值为5～9，反应15～95min。本发明对酵母泥的脱苦具有良好的效果，反应条件温和，反应所需试剂和反应过程中产生的物质无毒，对环境无污染，酵母泥通过脱苦，增加其综合利用途径，提高酵母泥的利益价值。
文档编号C12F3/00GK102925308SQ201210429618
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者余以刚, 叶盛权, 姜秋焕 申请人:华南理工大学