專利背景
蛋白腖是不同來源的蛋白質經部分酶解或酸水解後,得到的可溶性產物混合物,一般分子量分布為500~3000道爾頓。蛋白腖是一種外觀呈淡黃色或黃色或棕黃色的粉劑,具有肉香的特殊氣息。其作為培養基最重要的原材料之一,主要由腖,多肽,小肽(寡肽),胺基酸,生長因子等組成,被廣泛用於現代生物醫學研究、臨床細菌檢驗、衛生防疫、基因工程、細胞工程以及微生物發酵領域。
生產優質的酵母蛋白腖產品,選擇優質的生物原材料是關鍵。截至2013年1月,中國國內外用於食品,醫藥,生物培養以及微生物發酵工業的蛋白腖,原料大多是以動物蛋白如畜骨、膠渣、畜血、魚粉、動物內臟、生產骨粒的蒸骨水,植物蛋白如大豆等。由於動物蛋白和植物蛋白來源各異,致使蛋白腖產品各種胺基酸含量比例差異較大,導致終端產品的質量穩定性以及產率問題不能保證。
動植物源蛋白腖雖然是市場中主要的蛋白腖,但隨著發酵要求逐漸精細化、標準化後,這類蛋白腖的弊端逐漸暴露出來。動植物生長的環境及其一些外在因素,可能造成動植物生長狀態的波動,進而造成其體內蛋白含量波動,並且蛋白的儲存、提取和加工體系基本是開放的,可能會造成原料品質的變化(如變色、腐敗等)和營養成分的差異,最終導致蛋白腖產品質量的不穩定,以此為原料,勢必會影響發酵生產的穩定性;另外,動物源蛋白腖可能存在致病性和風俗禁忌問題,植物性的蛋白腖主要存在過敏性和轉基因爭議問題。
酵母蛋白腖的蛋白原料主要來源於酵母,無轉基因爭議、無致病性、無過敏原、無風俗禁忌等問題,有助於用戶通過KOSHER、HALAL等國際認證;另外,從營養角度來說,動植物源蛋白腖的營養成份單一,而酵母蛋白腖除了富含蛋白質、肽類、胺基酸之外,還富含核苷酸、B族維生素和生物素等,能給菌體提供全面均衡的營養。
生產優質的蛋白腖產品,除了與生物原材料有關外,水解方法以及後續的分離純化等工藝的選擇對於產品的澄清度,游離胺基酸含量,灰分含量,氯化鈉含量以及產品色澤等重要技術指標也有至關重要的影響。由於蛋白質分子的形體大而複雜,所以其水解過程是有條不紊地按步進行。其水解過程可簡要表示如下:蛋白質→腖→多肽→小肽→胺基酸。
蛋白質的降解途徑一般有酸鹼水解法和生物酶水解法,生產蛋白腖的關鍵是控制好水解過程,使其水解終止在“腖”的階段,蛋白質水解程度的大小,水解產物質量的好壞均與水解工藝的最佳化程度有關。通常僅僅依靠水解蛋白質途徑無法精準控制蛋白腖分子量的分布,水解程度難以精準掌握。因此,迫切需要出現一種能夠精確控制蛋白腖分子量分布的工藝。
發明內容
專利目的
《酵母蛋白腖及其製備方法》旨在提供一種酵母蛋白腖及其製備方法,該酵母蛋白腖營養成分完善,產品穩定。
技術方案
根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的一個方面,提供了一種酵母蛋白腖的製備方法,包括將高蛋白酵母發酵液進行預處理、調漿、自溶、酶解、離心分離、膜過濾富集以及濃縮乾燥的步驟;其中酵母蛋白腖的分子量分布為500~3000道爾頓。
進一步地,調漿步驟包括:在8攝氏度~12攝氏度下向經脫色預處理後得到的酵母乳中加過濾水、檸檬酸和/或醋酸進行調配,得到pH值為3.6~4.2和酵母乾物質質量含量為10%~15%的酵母乳懸浮液。
進一步地,自溶步驟包括:向調漿步驟得到的酵母乳懸浮液中添加表面活性劑,升溫至40攝氏度~60攝氏度並調整pH至4~6,溶解5~8小時。
進一步地,表面活性劑包括乙酸乙酯、乙醇和單硬脂酸甘油酯中的一種或多種。
進一步地,酶解步驟包括:將經自溶步驟後的酵母乳懸浮液升溫至50攝氏度~60攝氏度,pH值調整至6~8,添加蛋白酶酶解18~22小時,其中,蛋白酶為酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶中的一種或多種;蛋白酶的添加量占酵母乳懸浮液中酵母乾物質質量的0.6‰~0.9‰。
進一步地,膜過濾富集步驟包括:將離心分離步驟中浸出的上清液通過膜孔徑為5~20納米的超濾膜進行過濾富集,得到濃縮1~3倍的富集液;優選採用膜孔徑為10納米的有機膜進行過濾富集,濃縮1倍。
進一步地,超濾膜為中空纖維超濾膜、有機膜或無機陶瓷超濾膜。
進一步地,濃縮乾燥步驟包括:將經膜過濾富集後的富集液在低於60攝氏度下減壓真空濃縮,得到酵母乾物質重量含量為55%~65%的酵母蛋白腖濃縮液,將酵母蛋白腖濃縮液110攝氏度~130攝氏度下噴霧乾燥,得到酵母蛋白腖。
進一步地,在酶解步驟和離心分離步驟之間還包括將酶解步驟得到的酶解液升溫至70攝氏度~90攝氏度終止酶解的步驟。
根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的另一方面,提供了一種酵母蛋白腖,該酵母蛋白腖為採用上述任一項方法製備而成,其中酵母蛋白腖的分子量分布為500~3000道爾頓,氨基氮含量為3.0~3.6%,蛋白腖含量高於20%。
套用《酵母蛋白腖及其製備方法》的技術方案,通過將高蛋白酵母發酵液進行預處理、調漿、自溶、酶解、離心分離、膜過濾富集以及濃縮乾燥等步驟得到了酵母蛋白腖,《酵母蛋白腖及其製備方法》以酵母為原料在生物酶法降解的基礎上引入超濾技術,通過增加膜過濾富集步驟並對膜通量及濃縮倍數進行最佳化選擇實現了精確控制蛋白腖的分子量分布,使其符合標準,同時保持較高分子量分布的百分比,進而保證了產品的質量穩定性。該方法生產周期短,成本低廉,無高濃度有機廢水的排放,營養價值更加全面,穩定,易於吸收利用。
技術領域
《酵母蛋白腖及其製備方法》涉及生物製品技術領域,具體而言,涉及一種酵母蛋白腖及其製備方法。
權利要求
1.一種酵母蛋白腖的製備方法,其特徵在於,包括將高蛋白酵母發酵液進行預處理、調漿、自溶、酶解、離心分離、膜過濾富集以及濃縮乾燥的步驟;其中所述酵母蛋白腖的分子量分布為500~3000道爾頓,其中,所述調漿步驟包括:在8攝氏度~12攝氏度下向經所述預處理後得到的酵母乳中加過濾水、檸檬酸和/或醋酸進行調配,得到pH值為3.6~4.2和酵母乾物質質量含量為10%~15%的酵母乳懸浮液,所述膜過濾富集步驟包括:將所述離心分離步驟中浸出的上清液通過膜孔徑為5~20納米的超濾膜進行過濾富集,得到濃縮1~3倍的富集液。
2.根據權利要求1所述的製備方法,其特徵在於,所述自溶步驟包括:向所述調漿步驟得到的酵母乳懸浮液中添加表面活性劑,升溫至40攝氏度~60攝氏度並調整pH至4~6,溶解5~8小時。
3.根據權利要求2所述的製備方法,其特徵在於,所述表面活性劑包括乙酸乙酯、乙醇和單硬脂酸甘油酯中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的製備方法,其特徵在於,所述酶解步驟包括:將經所述自溶步驟後的酵母乳懸浮液升溫至50攝氏度~60攝氏度,pH值調整至6~8,添加蛋白酶酶解18~22小時,其中,所述蛋白酶為酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶中的一種或多種;所述蛋白酶的添加量占所述酵母乳懸浮液中酵母乾物質質量的0.6‰~0.9‰。
5.根據權利要求1所述的製備方法,其特徵在於,採用膜孔徑為10納米的有機膜進行過濾富集,濃縮1倍。
6.根據權利要求1所述的製備方法,其特徵在於,所述超濾膜為中空纖維超濾膜、有機膜或無機陶瓷超濾膜。
7.根據權利要求1所述的製備方法,其特徵在於,所述濃縮乾燥步驟包括:將經膜過濾富集後的富集液在低於60攝氏度下減壓真空濃縮,得到酵母乾物質重量含量為55%~65%的酵母蛋白腖濃縮液,將所述酵母蛋白腖濃縮液110攝氏度~130攝氏度下噴霧乾燥,得到所述酵母蛋白腖。
8.根據權利要求1所述的製備方法,其特徵在於,在所述酶解及所述離心分離步驟之間還包括將所述酶解步驟得到的酶解液升溫至70攝氏度~90攝氏度終止酶解的步驟。
9.一種酵母蛋白腖,其特徵在於,採用權利要求1至8中任一項所述的方法製備而成,其中所述酵母蛋白腖的分子量分布為500~3000道爾頓,氨基氮含量為3.0~3.6%,所述蛋白腖含量高於20%。
實施方式
操作內容
需要說明的是,在不衝突的情況下,該申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明《酵母蛋白腖及其製備方法》。
酵母含人體所需要的8種胺基酸,高蛋白酵母中蛋白質含量超過50%。此外,酵母細胞還含有葡聚糖、甘露聚糖、維生素(主要為B族維生素、生物素等)、核酸、核苷酸、麥角固醇和微量元素等。《酵母蛋白腖及其製備方法》中所指的高蛋白酵母發酵液是指由蛋白質含量大於50%的酵母經過常規的發酵製備而成。
《酵母蛋白腖及其製備方法》提供了一種酵母蛋白腖的製備方法,包括將高蛋白酵母發酵液進行預處理、調漿、自溶、酶解、離心分離、膜過濾富集以及濃縮乾燥的步驟;其中酵母蛋白腖的分子量分布為500~3000道爾頓。《酵母蛋白腖及其製備方法》以酵母為原料,避免了採用動植物源為材料製備的諸如轉基因、蛋白腖產品營養成分不穩定等弊端,在生物酶法降解的基礎上引入超濾技術,通過對膜通量選擇實現了精確控制蛋白腖的分子量分布,使其符合標準,同時保持較高分子量分布的百分比,確保產品的質量穩定性,滿足了發酵工業客戶的需求。該製備方法生產周期短,成本低廉,無高濃度有機廢水排放。
超濾技術屬於膜分離技術的一種,即通過膜表面的微孔結構對物質進行選擇性分離,從而對目標物質進行高效富集。通過將酵母蛋白質在適當蛋白酶作用下進行適當程度的水解,得到分子量不同分布的蛋白腖水解液,在一定壓力下當其流經預先選擇的適當孔徑大小的超濾膜表面時,小分子(如胺基酸,小肽等)溶質透過膜(濾液),而大分子物質(500~3000道爾頓)則被截留,這樣使得截留液中具有目標分子量的蛋白腖成分濃度逐漸提高(稱為濃縮液),從而實現大、小分子的分離、濃縮、富集的目的。溶劑通過多孔膜的透過速率即膜通量J,指單位時間內通過單位膜面積上的流體量。膜通量由外加推動力和膜的阻力共同決定,其中膜本身的性質(材質,孔徑等)起決定性作用。由於超濾技術操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是其實驗條件溫和,與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止此專利要求中蛋白腖生物大分子物質的變性、失活。選用上述超濾膜尤其是有機膜可實現較高富集效率,較精準控制蛋白腖分子量分布。
《酵母蛋白腖及其製備方法》製備的酵母蛋白腖除了富含
蛋白質、肽類、
胺基酸之外,還富含核苷酸、B族維生素和生物素等,能給菌體提供全面均衡、穩定且易於吸收利用的營養。該製備方法以高蛋白酵母為原料採用科學環保的最佳化酶解工藝,並在高蛋白酵母發酵液調漿,自溶,酶解,離心去沉以及濃縮乾燥步驟之前進行脫色預處理,通過預處理可使酵母發酵液中含有的糖色去掉,得到乳白色的酵母乳,同時降低了酵母細胞之間的粘度,使得酵母細胞的分散更加均勻,有利於後續的酶解步驟。
將酵母發酵液經脫色預處理後,將得到的酵母乳進行調漿。根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的一種優選實施方式,調漿步驟包括:在8攝氏度~12攝氏度下向經脫色預處理後得到的酵母乳中加過濾水、檸檬酸和/醋酸進行調配,得到酵母乾物質質量比濃度為10%~15%和pH值為3.6~4.2的酵母懸浮液。
基於水質對產品的理化性質的影響考慮,《酵母蛋白腖及其製備方法》採用低鈣離子和鎂離子含量的過濾水。將酵母乳懸浮液中酵母乾物質的含量控制在10%~15%範圍內,此時酵母細胞具有最佳分散度,有利於後續的酵母酶解。如果酵母乾物質的含量大於15%,則酵母細胞易團聚,影響了後續酶解過程中酵母乳懸浮液與蛋白酶的充分接觸,從而使得酶解過程不完全;相反,如果酵母乾物質的含量小於10%,則會降低酶的使用效率,從而降低了生產效率。
為了使酵母細胞能夠較長久地保持活性,不會造成營養成分流失,《酵母蛋白腖及其製備方法》優選在溫度為8攝氏度~12攝氏度下以及pH值為3.6~4.2的範圍內對酵母乳進行調配。如果溫度過高或者pH控制不當,酵母細胞會提前自我衰亡,過早進行自溶,在相對惡劣環境下酵母甚至會釋放苦味肽之類的物質,導致產品營養成分比例差異。
為了充分釋放高蛋白酵母發酵液中的蛋白質和胺基酸,優選地,還包括自溶步驟:向調漿步驟得到的酵母乳懸浮液中添加表面活性劑,升溫至40攝氏度~60攝氏度,調整pH至4~6,溶解5~8小時。其中表面活性劑包括乙酸乙酯、乙醇和單硬脂酸甘油酯中的一種或多種。在自溶過程的起初幾個小時內,核苷酸的總量也快速增加,自溶過程釋放的核酸酶,將核酸降解,提高了產品的核苷酸含量,較高的核苷酸含量是酵母蛋白腖產品的一大特點。自溶過程中高蛋白酵母自身特有的酶如羧肽酶、蛋白酶等充分發揮作用,使酵母自身進行預酶解,得到營養成分全面的蛋白腖。
由於單純自溶過程使得收率過低,生產成本升高,因此需要另外添加蛋白酶以提高自溶收率。根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的一種優選實施方式,在自溶開始後的5~8小時後,將酵母懸浮液升溫至50攝氏度~60攝氏度,pH值調整至6~8,添加蛋白酶酶解18~22小時。蛋白酶在上述溫度範圍和pH值範圍內,具有最佳的酶解效果。在自溶開始後的5~8小時後使酵母乳懸浮液繼續在上述溫度和pH值的條件下進行酶解18~22小時,經測試氨基氮水平較低且收率較高。
優選地,蛋白酶為酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶和風味蛋白酶中的一種或幾種混合;其中蛋白酶的添加量占酵母乳懸浮液中酵母乾物質含量的0.6‰~0.9‰。《酵母蛋白腖及其製備方法》優選木瓜蛋白酶,採用木瓜蛋白酶進行酶解的自溶收率最大,究其原因,可能是因為其屬內切肽酶,具有較寬的底物特異性,能切開全蛋蛋白質分子內部肽鏈-CO-NH-,生成分子量較小的多肽類。
根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的一種典型實施方式,離心步驟包括將酶解步驟中得到的酶解液在4000~5000轉/分鐘下進行離心分離10~20分鐘,實現細胞碎片、不容物與浸出物的分離,得到浸出上清液。
由於不同分子量的有機膜對應不同的膜孔徑,通過對膜通量進行最佳化選擇,也即是對膜孔徑進行最佳化選擇,可以得到一定濃縮倍數的富集液。根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的一種典型實施方式,將離心分離步驟中浸出的上清液通過膜孔徑為5~20納米的有機膜進行過濾富集,得到濃縮1~3倍的富集液;優選採用膜孔徑為10納米的有機膜進行過濾富集,濃縮1倍。其中濃縮倍數為濾出液(輕相)體積與濃縮液(重相)體積的比值。隨著濃縮倍數的增大,氨基氮和游離胺基酸含量均逐漸下降。但濃縮倍數越高,所需時間越長,且所得濃縮相的體積就越小,得到的目的產品的質量越少,所以並不是濃縮倍數越高越好。
考慮到不同膜孔徑對最終酵母蛋白腖中的氨基氮含量以及游離胺基酸含量有關,《酵母蛋白腖及其製備方法》採用膜孔徑為5~20納米的超濾膜進行超濾富集,得到濃縮1~3倍的富集液,大大提高了蛋白腖分子量的合理化分布,得到的蛋白腖分子量分布為500~3000道爾頓,氨基氮含量為3.0~3.6%,蛋白腖含量高於20%,游離胺基酸含量為18%~23%,完全滿足標準要求。優選採用膜孔徑為10納米的有機膜進行過濾富集,濃縮1倍,此時得到的酵母蛋白腖產品的氨基氮含量為3.15%,其蛋白腖含量為32%,游離胺基酸含量為18.6%。
《酵母蛋白腖及其製備方法》通過選擇膜過濾富集步驟中的超濾膜以及控制膜孔徑大小和富集濃縮倍數,進而精確控制蛋白腖的分子量分布,使得蛋白腖的分子量分布符合標準,進而保證產品的各項評價指標符合控制標準,確保了產品的質量穩定性。採用《酵母蛋白腖及其製備方法》的工藝方法,不僅使產品品質得到更精細化的控制,同時也保持了較高的分子量分布百分比。
濃縮乾燥步驟包括將上清液在低於60攝氏度的條件下進行減壓真空濃縮,得到酵母乾物質的質量比濃度為55%~65%的酵母蛋白腖濃縮液,將酵母蛋白腖濃縮液在110攝氏度~130攝氏度下噴霧乾燥,得到酵母蛋白腖。
為有效地控制酶解的程度,在酶解步驟與離心分離步驟之間還包括將酶解步驟得到的酶解液升溫至70攝氏度~90攝氏度滅酶的步驟。將酶解液升溫至70攝氏度~90攝氏度可以避免蛋白酶繼續發揮作用,以至於將肽段分子降解為更小的游離胺基酸進而影響產品的分子量分布。《酵母蛋白腖及其製備方法》所選用的酵母發酵液為蛋白質重量百分含量≥50%的麵包酵母發酵液。只有保證原料中的蛋白含量較高,才能夠保證最終得到的蛋白腖含量,《酵母蛋白腖及其製備方法》中得到蛋白腖含量一般在20%以上。
根據《酵母蛋白腖及其製備方法》的另一方面,提供了一種酵母蛋白腖,該酵母蛋白腖採用上述任一種方法製備而成,其中酵母蛋白腖的分子量分布為500~3000道爾頓,氨基氮含量為3~3.6%,蛋白腖含量高於20%。
實施案例
下面結合具體實施例進一步說明《酵母蛋白腖及其製備方法》的有益效果。
取1升蛋白質含量為50%的麵包酵母發酵液,用過濾水進行洗滌和離心分離三次,得到產品色度符合要求的酵母乳。在8攝氏度下向酵母乳中添加過濾水和檸檬酸,調配成pH值為3.6和酵母乾物質的質量比濃度為10%的酵母乳懸浮液。
向酵母乳懸浮液中添加20毫升乙酸乙酯,升溫至40攝氏度並調整pH值為4,自溶5小時後將酵母乳懸浮液升溫至50攝氏度,用檸檬酸調整pH值至6,添加0.6‰的木瓜蛋白酶進行酶解18小時,得到酶解液。將酶解液升溫至70攝氏度終止酶解,之後放入離心機中以4000轉/分鐘下離心分離10分鐘,得到酶解上清液。將酶解上清液通過分子膜孔徑為10納米的有機膜,得到濃縮1倍的富集液。
將富集液在60攝氏度減壓真空濃縮,得到質量含量為55%酵母蛋白腖濃縮液,並在130攝氏度下噴霧乾燥,得到粉狀酵母蛋白腖。其中酵母蛋白腖的分子量分布在1000~2800道爾頓左右,氨基氮含量為3.15%,蛋白腖含量為32%。
取1升的蛋白質含量為60%的麵包酵母發酵液,用過濾水進行洗滌和離心分離三次,得到產品色度符合要求的酵母乳。在12攝氏度下,對酵母乳用過濾水和醋酸進行調配,得到pH值為4.2且酵母乾物質的質量比濃度為15%的酵母乳懸浮液。
向酵母乳懸浮液中加入15毫升的單硬脂酸甘油酯,升溫至60攝氏度並調整pH值為6,自溶8小時後將酵母乳懸浮液升溫至60攝氏度並用醋酸調整pH值至8,添加占酵母乳懸浮液中酵母乾物質質量的0.9‰風味蛋白酶,酶解22小時,得到酶解液。將酶解液升溫至90攝氏度終止酶解,之後放入離心機中以5000轉/分鐘下離心分離20分鐘,得到酶解上清液。將酶解上清液通過分子膜孔徑為5納米的陶瓷膜,得到濃縮1倍的富集液。
將富集液在50攝氏度減壓真空濃縮,得到酵母乾物質的重量含量為65%酵母蛋白腖濃縮液,在110攝氏度溫度下噴霧乾燥,得到粉狀酵母蛋白腖。其中酵母蛋白腖的分子量分布在1000~2500道爾頓左右,氨基氮含量為3.28%,蛋白含量為29.9%。
取1升的蛋白質含量為60%的麵包酵母發酵液,用過濾水進行洗滌和離心分離三次,得到產品色度符合要求的酵母乳。在12攝氏度下,對酵母乳用過濾水和醋酸進行調配,得到pH值為4.2且酵母乾物質的質量比濃度為15%的酵母乳懸浮液。
向酵母乳懸浮液中加入15毫升的單硬脂酸甘油酯,升溫至60攝氏度並調整pH值為6,自溶8小時後將酵母乳懸浮液升溫至60攝氏度並用醋酸調整pH值至8,添加占酵母乳懸浮液中酵母乾物質質量的0.9‰風味蛋白酶,酶解22小時,得到酶解液。將酶解液升溫至90攝氏度終止酶解,之後放入離心機中以5000轉/分鐘下離心分離20分鐘,得到酶解上清液。將酶解上清液通過分子膜孔徑為20納米的陶瓷膜,得到濃縮1倍的富集液。
將富集液在50攝氏度減壓真空濃縮,得到酵母乾物質的重量含量為72%酵母蛋白腖濃縮液,在110攝氏度溫度下噴霧乾燥,得到粉狀酵母蛋白腖。其中酵母蛋白腖的分子量分布在500~2000道爾頓左右,氨基氮含量為3.36%,蛋白腖含量為30.1%。
取1升的蛋白質含量為60%的麵包酵母發酵液,用過濾水進行洗滌和離心分離三次,得到產品色度符合要求的酵母乳。在12攝氏度下,對酵母乳用過濾水和醋酸進行調配,得到pH值為4.2且酵母乾物質的質量比濃度為15%的酵母乳懸浮液。
向酵母乳懸浮液中加入20毫升的乙酸乙酯,升溫至60攝氏度並調整pH值為6,自溶8小時後將酵母乳升溫至60攝氏度並加入檸檬酸來調整pH值至8,添加0.9‰的木瓜蛋白酶進行酶解22小時,得到酶解液。將酶解液升溫至90攝氏度終止酶解,之後放入離心機中以5000轉/分鐘下離心分離20分鐘,得到酶解上清液。將酶解上清液通過分子膜孔徑為2納米的有機膜,得到濃縮4倍的富集液。
將富集液在50攝氏度減壓真空濃縮,得到質量含量約為55%酵母蛋白腖濃縮液,並在110攝氏度溫度下噴霧乾燥,得到最終的粉狀酵母蛋白腖。其中酵母蛋白腖的分子量分布為800~2500道爾頓,氨基氮含量為2.1%,蛋白腖含量為18.6%。
取1升的蛋白質含量為60%的麵包酵母發酵液,用過濾水進行洗滌和離心分離三次,得到產品色度符合要求的酵母乳。在20攝氏度下,對酵母乳用過濾水和醋酸進行調配,得到pH值為5.0且酵母乾物質的質量比濃度為23%的酵母乳懸浮液。
將酵母乳懸浮液升溫至30攝氏度並調整pH值為7,自溶3小時後將酵母乳懸浮液升溫至60攝氏度並用醋酸調整pH值至5,添加占酵母乳懸浮液中酵母乾物質質量的0.4‰風味蛋白酶,酶解22小時,得到酶解液。將酶解液升溫至90攝氏度終止酶解,之後放入離心機中以5000轉/分鐘下離心分離20分鐘,得到酶解上清液。將酶解上清液通過分子膜孔徑為30納米的有機膜,得到濃縮5倍的富集液。
將酶解上清液在50攝氏度減壓真空濃縮,得到酵母乾物質的重量含量為45%酵母蛋白腖濃縮液,在110攝氏度溫度下噴霧乾燥,得到粉狀酵母蛋白腖。其中酵母蛋白腖的分子量分布大約在1900-2800道爾頓,氨基氮含量為2.78%,蛋白腖含量為17.9%。
表1為酵母蛋白腖的理化要求。
從表2中可看出,實施例1~3中均採用最佳化的膜通量參數如膜孔徑為5~20納米的超濾膜進行超濾,富集得到的濃縮液倍數控制在1~3倍範圍內,最終得到的酵母蛋白腖產品中氨基氮含量在3%~3.6%之間,分子量分布為500~3000道爾頓,。營養理化指標如總氮以及氨基氮含量和蛋白腖含量方面都更接近標準要求。尤其是選用膜孔徑為10納米的有機膜富集濃縮一倍時,得到的產品中氨基氮含量相對較低,產品中游離胺基酸的含量也會降低,最低到14%左右,逐漸趨近典型傳統蛋白腖胺基酸含量數據。從氨基氮和游離胺基酸數據綜合考慮,選用10納米的有機膜對酶解液進行超濾富集濃縮一倍的工藝較佳。
雖然對比例1~2中同樣也採用了超濾技術,對游離胺基酸的去除有一定的效果,但是未對膜通量參數和濃縮倍數進行最佳化結合選擇。從表1中的理化指標數據可以看出,當對比例1中採用較小的超濾膜孔徑時,由於膜孔徑小且濃縮倍數大,氨基氮和游離胺基酸含量均會下降,不能較優地實現對蛋白腖分子量分布的控制。相反,如果採用的膜孔徑高於20納米濃縮倍數高於3倍,如對比例2中採用膜孔徑為30納米有機膜濃縮5倍,會導致氨基氮含量太高,對氨基氮和游離胺基酸分離效果不佳。濃縮倍數越高,所需時間越長,且所得濃縮相的體積就越小,得到的目的產品的質量越少,故濃縮倍數並不是越高越好,既要滿足理化指標如蛋白腖含量和氨基氮含量標準又要滿足分子量分布的合理範圍,應綜合考慮選擇適宜的分子膜孔徑和濃縮倍數,要實現該專利產品的理化要求,選用5~20納米的膜對酶解液進行超濾加工較為合適。
綜上,《酵母蛋白腖及其製備方法》採用酶水解後得到具有一定精度分子量分布的蛋白腖,並在此基礎上進行超濾工藝,通過膜富集作用使得氨基氮含量以及蛋白腖含量進一步提高。
榮譽表彰
2018年12月20日,《酵母蛋白腖及其製備方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。