4种蛋白酶酶解面包酵母效果的对比研究

罗龙娟，陈晓明，赵晓生，陈锻成*

（广州裕立宝生物科技有限公司研发部，广东 广州 510663）

酵母抽提物是降解酵母细胞中的蛋白质、核酸以及细胞壁等，经过过滤、浓缩或喷雾干燥所获得的产物。酵母抽提物富含氨基酸和维生素，且具有突出的鲜味，广泛应用于调味品中[1]。目前生产酵母抽提物的方法有自溶法、酸水解和酶法，自溶法时间长、效率低、酸水解操作工序繁琐，且呈味性差[2]。酶法不仅能有效缩短酶解时间，而且能产生口感较好的酶解产物[3]。因此本实验选用4种蛋白酶对面包酵母进行酶解，从氨基酸态氮、总氮、转化率、回收率和滋味等5个方面对酶解液进行评价，以期找到最适合生产酵母抽提物的酶，提高酶解效率，且改善酵母抽提物的口感。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

面包酵母：湖北安琪酵母有限公司；酪蛋白：美国Sigma公司；石油醚、甲醛、氢氧化钠、盐酸、硫酸等（分析纯）：广州试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

UV759S紫外-可见分光光度计：上海精科仪器有限公司；AB104-L电子天平：梅特勒-托利有限公司；SZF-06G索氏抽提仪、KDN-08B凯氏定氮仪：上海新嘉电子有限公司；TIM-840电位滴定仪：法国雷迪美特公司；Anke TDL-40B离心机：上海安亭科学仪器厂；101-1A型鼓风电热恒温干燥箱：上海沪越实验仪器有限公司；DZKW-D-1电热恒温水浴锅：北京永光明医疗仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 检测方法

酶活定义：1g固体酶粉（或1mL液体酶），在40℃（酸性pH=3.0、中性pH=7.5、碱性pH=10.5）条件下，1min水解酪素产生1μg酪氨酸为一个酶活力单位。

酶活检测方法：参照GB/T23527—2009《蛋白酶制剂》[4]；水分检测方法：参照GB 5009.3—2010《食品中水分测定》[5]；脂肪测定方法：参照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》[6]；灰分测定方法：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分测定》[7]；总糖测定方法：参照GB/T 15672—2009《食用菌中总糖含量的测定》[8]；氨基酸态氮和总氮检测方法：参照GB/T 5009.39—2003《酱油卫生标准的分析方法》[9-10]。

感官评价[13]：实验人员为通过感官筛选实验的6 名男女（20～28岁），经过酵母抽提物的感官评价培训。将酶解液浓缩至固形物约为65%，然后稀释至固形物为2%，分别品评其苦味、涩味、鲜味和口感。按5分制进行评分：苦味：0～1分微弱，1～2分较弱，2～3分明显，3～4分较强，4～5分很强。涩味：0～1分微弱，1～2分较弱，2～3分明显，3～4分较强，4～5分很强。鲜味：0～1分微弱，1～2分较弱，2～3分明显，3～4分较强，4～5分很强。口感：0～1分口感较差，1～2分口感稍差，2～3分口感一般，3～4分口感较好，4～5分口感很好。

1.3.2 酶解工艺流程

酵母液（18%）→称取酵母液→添加酶制剂→55℃酶解18h→灭酶（100℃、15min）→离心（4 000r/min、15min）→上清液检测→感官评价

2 结果与分析

2.1 酶活及其酶解条件

目前，用于生产酵母抽的酶类的主要成分为蛋白酶，有些可能还有一些β-葡聚糖酶或纤维素酶等用于细胞破壁[14]。本实验主要测定了4种酵母抽提物酶的蛋白酶酶活，结果见表1，其适合作用温度、pH值及添加量均依照说明书[15]。

表1 4种蛋白酶解条件及蛋白酶活Table 1 Enzymolysis conditions and protease activities of 4 kinds of protease

由表1检测结果可知，4种蛋白酶的温度作用范围均在45～65℃，因此均选用55℃为酶解温度，酶解pH值则为5.0～6.0，4种酵母抽提物酶的蛋白酶活相差不大。

2.2 面包酵母成分分析

对面包酵母的主要成分进行了分析，结果见表2。

表2 面包酵母的成分分析Table 2 Composition analysis of the yeast

由表2分析结果可知，面包酵母的含水量较高，此外蛋白质含量较为丰富，总糖的含量也较高，适用于制备酵母抽提物。

2.3 酶解液氨基酸态氮含量的对比

在相同的酶解工艺条件下，对比了4种酵母抽提物酶解液氨基酸态氮的含量变化。

由图1可知，4种类型的蛋白酶的酶解液的氨基酸态氮含量差别不大，其中1型的氨基酸态氮含量最高，4型氨基酸态氮含量最低。氨基酸态氮是评价酵母抽提物的指标之一，氨基酸态氮含量越高，说明酶解效果越好，酵母当中的蛋白被酶解的越多。

图1 4种酵母酶解液氨基酸态氮含量的对比Fig.1 Comparison of amino acid nitrogen content of 4 kinds of yeast extract

2.4 酶解液总氮含量的对比

在相同的酶解工艺条件下，对比了4种酵母抽提物酶酶解液总氮的含量变化。

图2 4种酵母酶解液总氮含量的对比Fig.2 Comparison of total nitrogen content of 4 kinds of yeast extract

由图2可知，2型酵母酶解液的总氮含量是最高的，其余3种比较接近。酵母酶解液的总氮含量越高，说明酵母抽提物酶的效果越好，越有利于蛋白质的溶出，有利于提高工业生产的蛋白回收率。

2.5 酶解液转化率的对比

在相同的酶解工艺条件下，对比了4种酵母抽提物酶酶解液的转化率变化。

图3 4种酵母酶解液转化率的对比Fig.3 Comparison of conversion of 4 kinds of yeast extract

由图3可知，采用3型酵母抽提物酶酶解所得的酶解液转化率最高，其余3种酵母抽提物酶的酶解液转化率较为接近。

2.6 酶解液回收率的对比

在相同的酶解工艺条件下，对比了4种酵母抽提物酶酶解液的回收率变化。

图4 4种酵母酶解液回收率的对比Fig.4 Comparison of recovery rate of 4 kinds of yeast extract

由图4可知，2型酵母抽提物酶的酶解液的回收率最高，回收率越高，底物的利用率越高，对生产节约成本越有利，1型和4型的酵母抽提物酶酶解液的回收率比较接近，3型的酵母抽提物酶的回收率最低。

2.7 酶解液感官品质的对比

采用感官评价的方法，对4种酵母抽提物酶酶解所得酶解液的滋味进行了评价。

图5 4种酵母酶解液滋味的对比Fig.5 Comparison of taste of 4 kinds of yeast extract

由图5 可知，1型酵母抽提物酶酶解所得酶解液的苦味值最低，3型和4型的苦味值稍高。1型酶解所得酶解液的涩味最低，4型最高。1型酶解所得酶解液的鲜味最强，其余3种鲜味较弱。就口感而言，1型酶解所得的酶解液的口感最好，其余3种稍弱。

3 结论

3.1 就氨基酸态氮、总氮、转化率以及回收率的等理化指标而言，酵母抽提物酶2型较为合适，但是其感官评价较1型稍差，尤其是鲜味，因此，酵母抽提物酶1型最适合用于生产酵母抽提物。

3.2 尽管酵母抽提物酶1型的蛋白酶活不是最高，但是却不影响其各个指标，可能1型当中含有葡聚糖酶等破壁酶，促进酵母细胞破壁，使得酵母细胞内部的蛋白质和自溶酶释放出来补充了1型的效果。

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