鲜啤酒酵母的综合利用

吴保承, 汤鲁宏, 杨春霞, 张 栋, 黄海波

(1.江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心,江苏无锡 214028;2.江南大学医药学院,江苏无锡 214122)

鲜啤酒酵母的综合利用

吴保承1, 汤鲁宏＊2, 杨春霞1, 张 栋1, 黄海波2

(1.江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心,江苏无锡 214028;2.江南大学医药学院,江苏无锡 214122)

作者对鲜啤酒酵母的综合利用进行了研究,提出了以一种无废渣废水排放的环境友好的方式对鲜啤酒酵母进行开发利用的工艺,利用本工艺可以生产出营养丰富的蛋白质减肥产品,还可以加工成调味料酒或其他风味添加剂的中间产物。此外,作者还研究并优化了鲜啤酒酵母的脱苦除臭及破壁自溶的工艺条件。

鲜啤酒酵母;蛋白质;调味料酒;减肥产品

鲜啤酒酵母是指在啤酒的后酵过程中逐渐沉淀出来的老化或凋亡了的啤酒酵母,是啤酒工业的主要副产物之一。我国啤酒工业发展迅速,2007年我国啤酒产量达到3 931.37×107L,已连续6年位居全世界首位。随着我国啤酒工业不断扩大,鲜啤酒酵母的量也逐年递增,已经成为一种大宗的亟待开发利用的食品工业污染源[1-2]。

传统的处理方式是将啤酒酵母出售给养殖大户,直接作为饲料喂猪喂牛加以消化[3-4]。随着养殖业与饲料加工业的商业化,现代化的养殖场多以配合饲料喂养,不再饲喂啤酒酵母,而啤酒酵母的产量却在与日俱增,在啤酒酵母的产出量与消耗量之间造成了非常尖锐的矛盾,急需寻找可以将啤酒酵母转化为其他商品的途径。

啤酒酵母全身都是宝。它含有50%的蛋白质,4%～8%的核糖核酸(RNA),2%的B族维生素,1%的谷胱甘肽及辅酶 A,此外还有丰富的氨基酸[6-7]。啤酒酵母中的氨基酸组成比例接近联合国粮农组织(FAO)推荐的理想氨基酸组成值,所以它的营养价值很高。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点,是一种非常理想的膳食纤维,可用作减肥食品。啤酒酵母中含有丰富的核苷酸和B族维生素,具有独特的啤酒风味和酵母风味,可供用作风味独特的调味料。为了充分利用啤酒酵母中所含有的这些组成成分,作者研究了以一种无废渣废水排放的环境友好的方式对鲜啤酒酵母进行开发利用的工艺。

1 材料与方法

1.1 材料

鲜啤酒酵母:由华润雪花啤酒(无锡)有限公司提供。

1.2 仪器设备

GQ105管式高速离心机,LDZ-5型喷雾干燥机,GYB3005型高压均质机,HNF90-4040型卷式纳滤膜。

1.3 工艺流程

2 结果与讨论

2.1 脱苦除臭工艺选择

根据孙凌雪等[8]的实验,选用NaCl溶液与水相结合对鲜啤酒酵母进行脱苦除臭,具体操作方法为:先用酵母量4倍的纯净水洗涤3次,再用NaCl溶液清洗一次,即可达到脱苦除臭的效果。NaCl溶液质量浓度的选择见表1。

表1 NaCl溶液质量浓度对脱苦除臭工艺的影响Tab.1 Effect of NaCl concentation on the debitter process

从表1可以看出,使用5 g/dL NaCl溶液清洗效果最好,所以最终选择脱苦除臭工艺为:先用酵母量4倍的纯净水洗涤3次,再用5 g/dL NaCl溶液清洗一次,即可达到脱苦除臭的目的。脱苦除臭过程中产生的洗涤废水主要是含盐(NaCl)水,采用HNF90-4040型卷式纳滤膜进行脱盐处理,可脱除NaCl达90%以上,使洗涤废水达到工艺用水标准进行循环利用。

2.2 破壁自溶工艺的选择

采用酶法使鲜啤酒酵母破壁自溶是比较经济合理的方法,根据王志博等的实验[5,9-11],选用蜗牛酶(Snailase)对鲜啤酒酵母细胞破壁自溶,确定其最佳工艺条件。

采用四因素三水平正交实验设计,观察温度、时间、p H值、加酶量对酵母粉得率的影响,结果见表2,3。

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

表3 正交实验结果Tab.3 Results of orthogonal test

由表3的正交实验结果可知,对酵母粉得率影响最大的因素为加酶量(D),其次为温度(A)和时间(B),影响最小的因素是p H值(C)。最佳破壁自溶的工艺条件为A2B3C3D3,即温度40℃,时间10 h,p H 7.0,加酶量15 mg/m L。因为加酶量10 mg/mL与15 mg/mL对酵母粉的得率影响不大,从经济角度考虑,减少加酶量可以达到节约成本的目的,所以选择加酶量为10 mg/m L。最终确定最佳破壁自溶的工艺条件为:温度40℃,时间10 h,p H 7,加酶量10 mg/m L,在此条件下,酵母粉得率可以达到46.9%。

2.3 白色酵母粉成分分析

对一份纯净酵母泥喷雾干燥后得到的白色粉末进行了组成的测定,测定结果见表4,5。

表4 喷雾干燥的纯净酵母泥的组成Tab.4 Compositions of spray dried cleaned beer yeast biomass

续表4

表5 喷雾干燥的纯净酵母泥的氨基酸组成Tab.5 Animo acid content of the spray dried cleaned beer yeast biomass

测定结果表明,所得纯净酵母泥喷雾干燥粉中含有大量的膳食纤维和优质蛋白质及丰富的B族维生素和微量矿物元素,几乎不含有脂肪和还原糖类,所含蛋白质的人体必需氨基酸组成模式非常接近牛奶和鸡蛋,优于 WHO提出的理想模式,因而是非常理想的减肥类保健食品原料。

3 结 语

作者研究了以一种无废渣废水排放的环境友好的方式对鲜啤酒酵母进行开发利用的工艺,利用本工艺可以生产出营养丰富的蛋白质减肥产品以及可以进一步加工成调味料酒或其他风味添加剂的中间产物。对鲜啤酒酵母的脱苦除臭和破壁自溶工艺条件进行了优化,得到最佳的脱苦除臭工艺为:先用酵母量 4倍的纯净水洗涤 3次,再用 5 g/dL NaCl溶液清洗一次。最佳的破壁自溶工艺为:选用蜗牛酶,温度40 ℃,时间10 h,p H 7,加酶量10 mg/mL。在此条件下,酵母粉得率可以达到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

吴保承(1958-),男,安徽肥东人,高级工程师,经济学硕士,主要从事生物活性产品的研究开发。Email:bcw u923@163.com

江苏省引进国外技术管理人才项目(2008002)。

＊

汤鲁宏(1960-),男,江苏南京人,副教授,工学博士,主要从事生物活性产品的研究开发。Email:tangluhong@m sm.com

(责任编辑:李春丽)