一種制備全營養(yǎng)破壁酵母的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備全營養(yǎng)破壁酵母的方法，屬于酵母高值化利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]酵母細(xì)胞含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中蛋白質(zhì)含量可達(dá)酵母干物質(zhì)含量的45-55%，且富含人體所必需的8種氨基酸。功能性多糖含量則高達(dá)40-50%，維生素和礦物質(zhì)含量也十分豐富。除此之外，酵母還含有豐富的核酸物質(zhì)，約占3 — 8%。酵母營養(yǎng)豐富，安全無毒的特點(diǎn)，使其在食品和飼料行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]影響酵母開發(fā)利用的難點(diǎn)之一，在于酵母細(xì)胞膜外有一層堅(jiān)韌、不被胃腸道消化酶所消化的細(xì)胞壁，導(dǎo)致蛋白質(zhì)和核酸的釋放率不高。早期產(chǎn)品通常僅僅經(jīng)直接干燥后作為飼料使用，有效成分沒有得到充分利用，造成資源浪費(fèi)。近年來為了有效開發(fā)利用酵母，對(duì)酵母產(chǎn)品破壁方法研宄的日益重視。目前，通常利用物理、化學(xué)或生物的方法來破除堅(jiān)韌的酵母細(xì)胞壁，使?fàn)I養(yǎng)豐富的胞內(nèi)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、核酸等充分釋放出來，并在生物酶的作用下進(jìn)一步將大分子有機(jī)物質(zhì)降解成更易消化吸收的氨基酸、小肽、核苷酸等物質(zhì)，提高營養(yǎng)物質(zhì)在動(dòng)物體腸道內(nèi)的消化吸收效率。
[0004]但是現(xiàn)有的技術(shù)的缺點(diǎn)依然是酵母破壁不完全，破壁工藝復(fù)雜，耗時(shí)長且成本高。雖然生物酶的應(yīng)用能提高酵母破壁率，并能提供易于消化吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，但酶解過程通常需要十多小時(shí)甚至更長的時(shí)間來獲得滿意的酶解效果，因而在生產(chǎn)中導(dǎo)致效率低，生產(chǎn)時(shí)間過長，能耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種操作工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)時(shí)間短，節(jié)約能耗，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的生產(chǎn)全營養(yǎng)破壁酵母的工藝。利用微波輔助酶解技術(shù)短時(shí)間內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)酵母破壁和酵母內(nèi)容物酶解，提高酶的利用率，縮短反應(yīng)時(shí)間；制備得到的產(chǎn)物破壁率高，保留了酵母全部的營養(yǎng)物質(zhì)，提高了酵母蛋白質(zhì)和核酸的可利用程度，風(fēng)味良好。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是對(duì)液體發(fā)酵后的酵母渣進(jìn)行高壓均質(zhì)，再通過微波輔助酶解同時(shí)進(jìn)行破壁以及對(duì)破壁后溶出的蛋白質(zhì)和核酸進(jìn)行水解，最后通過噴霧干燥得到全營養(yǎng)破壁酵母。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
(1)酵母液體發(fā)酵:酵母發(fā)酵，離心，得到酵母渣；
(2)高壓均質(zhì)破壁:將上述酵母渣混入水中，采用高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)破壁，制成酵母乳液；
(3)微波輔助酶解:將上述酵母乳液置于微波反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)pH值，加入葡聚糖酶和堿性蛋白酶，微波輔助酶解；
(4)第二次微波輔助酶解:第一次酶解完成后，調(diào)節(jié)pH值，加入核酸酶，微波輔助酶解，達(dá)到快速破壁及酶解酵母蛋白和核酸的目的；(5)酶滅活。將上述酶解后的酵母乳液通過蒸汽迅速升溫至95-100°C，保溫I小時(shí)；
(6)干燥:將上述酶水解液直接噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)口溫度控制在160-200°C，出風(fēng)口溫度控制在80 - 100°C，獲得飼用全營養(yǎng)破壁酵母。
[0008]優(yōu)選地，一種利用啤酒廢酵母渣制備全營養(yǎng)破壁酵母的方法，步驟(I)所述的酵母為產(chǎn)朊假絲酵母(CICC1769，購于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心)，液體發(fā)酵培養(yǎng)基為普通YPD (Yeast extract peptone dextrose medium)培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基的組分包括蛋白胨1.9，酵母浸膏0.95%，葡萄糖1.9%，水95.25%，發(fā)酵條件是溫度28-33°C，時(shí)間12_24h，離心條件是7500r/min，離心15min ；
優(yōu)選地，一種利用啤酒廢酵母渣制備全營養(yǎng)破壁酵母的方法，步驟(2)所述的加水量為1.0-10.0ml/g酵母渣，破壁條件為:用高壓均質(zhì)機(jī)在50-60MPa壓力下，均質(zhì)破壁2_3次；優(yōu)選地，一種利用啤酒廢酵母渣制備全營養(yǎng)破壁酵母的方法，步驟(3)所述的調(diào)節(jié)PH值為使用lmol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為7.5-8.5，加入葡聚糖酶的量為底物量的
0.01 - 0.5%，加入堿性蛋白酶的量為底物量的0.05-1%，微波輔助酶解的條件為:微波功率為550-750w，溫度為50-55°C，酶解時(shí)間為8_18min ；
優(yōu)選地，一種利用啤酒廢酵母渣制備全營養(yǎng)破壁酵母的方法，步驟(4)所述的調(diào)節(jié)pH值為使用lmol/L醋酸溶液調(diào)節(jié)pH值為5.5-6.5，加入核酸酶的量為底物量的0.01-0.5%,微波輔助酶解的條件為:微波功率為550-750W，溫度為50-70°C，酶解時(shí)間為8_18min。
[0009]本發(fā)明采用物理破壁與酶解破壁相結(jié)合的工藝，其有益效果是:
Cl)酵母破壁完全:高壓均質(zhì)及酶解破壁可以顯著提高酵母細(xì)胞的破壁率，破壁率在98%以上；
(2)工藝簡(jiǎn)單，降低成本，節(jié)約能耗:生產(chǎn)過程主要采用高壓均質(zhì)機(jī)和微波反應(yīng)釜，不需要復(fù)雜設(shè)備；將微波技術(shù)用于酶解，可短時(shí)間達(dá)到所需溫度，提高酶的利用率，節(jié)約酶的成本；并且，微波技術(shù)將酶解反應(yīng)由幾小時(shí)甚至十幾小時(shí)降到十幾分鐘內(nèi)完成，極大的縮短了反應(yīng)時(shí)間，節(jié)約能耗。
[0010](3)產(chǎn)品保留了酵母全部的營養(yǎng)物質(zhì)，提高了酵母蛋白質(zhì)和核酸的可利用程度，風(fēng)味良好，具有顯著的免疫增強(qiáng)作用。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
將經(jīng)過活化和擴(kuò)增的產(chǎn)朊假絲酵母(CICC1769，購于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心)工作種子接種到普通YPD (Yeast extract peptone dextrose medium)培養(yǎng)基中，在溫度28°C，培養(yǎng)24h，培養(yǎng)結(jié)束后在7500r/min離心15min，得酵母渣；取酵母渣500g，加入5kg水中，在高壓均質(zhì)機(jī)中，60MPa下均質(zhì)2次使酵母破壁，制成酵母乳液；酵母乳液置于微波反應(yīng)釜中，用濃度為lmol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH值7.8，加入0.5g葡聚糖酶和Ig堿性蛋白酶，微波功率為600w，溫度為55°C，進(jìn)行第一次微波輔助酶解15min ;第一次酶解完成后，加醋酸調(diào)節(jié)PH值為6.2，加入0.5g核酸酶，微波功率為600w，溫度為65°C，進(jìn)行第二次微波輔助酶解15min ;將酶解后的酵母乳液通過蒸汽迅速升溫至95-100°C，保溫I小時(shí)，使酶滅活；將上述滅活后的酶解液直接噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)口溫度控制在160-200°C，出風(fēng)口溫度控制在80-100°C，獲得粉狀全營養(yǎng)破壁酵母。本實(shí)施例制得的全營養(yǎng)破壁酵母為淡黃色粉末，具有濃厚的酵香味；酵母破壁率99.2% (酶解后測(cè)定)；粗蛋白含量55.6%，蛋白水解度52.5%，核苷酸含量10.4%，水分含量4.8%，灰分6.7% ;小鼠免疫功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果:對(duì)于環(huán)磷酰胺免疫抑制小鼠模型，以全營養(yǎng)破壁酵母粉按照500mg/kg小鼠體重劑量灌胃小鼠，全營養(yǎng)破壁酵母實(shí)驗(yàn)組的致敏程度為4.58%顯著高于模型組的致敏程度為1.16% (p〈0.05)，則遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為陽性；全營養(yǎng)破壁酵母實(shí)驗(yàn)組的半數(shù)溶血值(HC5tl)-58.39顯著高于模型組的半數(shù)溶血值(HC5Q)-16.78(p〈0.05)，則全營養(yǎng)破壁酵母粉血清溶血素實(shí)驗(yàn)結(jié)果為陽性；全營養(yǎng)破壁酵母實(shí)驗(yàn)組對(duì)原代脾細(xì)胞NK殺傷性百分率為7.35%顯著高于模型組對(duì)原代脾細(xì)胞NK殺傷性百分率3.89% (p〈0.05)，則全營養(yǎng)破壁酵母粉的NK細(xì)胞免疫實(shí)驗(yàn)結(jié)果為陽性；以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明全營養(yǎng)破壁酵母粉具有增強(qiáng)免疫力功能作用。
[0012]實(shí)施例2
將經(jīng)過活化和擴(kuò)增的產(chǎn)朊假絲酵母(CICC1769，購于中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心)工作種子接種到普通YPD (Yeast extract peptone dextrose medium)培養(yǎng)基中，在溫度33°C，培養(yǎng)24h，培養(yǎng)結(jié)束后在7500r/min離心15min，得酵母渣；取酵母渣500g，加入4kg水中，在高壓均質(zhì)機(jī)中，55MPa下均質(zhì)2次使酵母破壁，制成酵母乳液；酵母乳液置于微波反應(yīng)釜中，用濃度為lmol/L的NaOH調(diào)節(jié)pH值7.5，加入1.0g葡聚糖酶和2.0g堿性蛋白酶，微波功率為700w，溫度為55°C，進(jìn)行第一次微波輔助酶解18min ;第一次酶解完成后，加醋酸調(diào)節(jié)PH值為6.0，加入1.0g核酸酶，微波功率為700w，溫度為65°C，進(jìn)行第二次微波輔助酶解18min ;將酶解后的酵母乳液通過蒸汽迅速升溫至95 — 100°C，保溫I小時(shí)，使酶滅活；將上述滅活后的酶解液直接噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)口溫度控制在160 - 200°C，出風(fēng)口溫度控制在80 - 100°C，獲得粉狀全營養(yǎng)破壁酵母。本實(shí)施例制得的全營養(yǎng)破壁酵母為淡黃色粉末，具有濃厚的酵香味；酵母破壁率99.0% (酶解后測(cè)定);粗蛋白含量56.1%，蛋白水解度49.3%，核苷酸含量10.2%，水分含