酵母的開發(fā)利用

1996年，中國每年生產(chǎn)啤酒約1600萬噸。根據(jù)每年生產(chǎn)1噸啤酒，可回收11.5kg廢啤酒，每年可回收2萬噸以上的廢母酒。我國啤酒廠的廢酵母大都沒有回收利用,而是排入江河,任其污染環(huán)境。啤酒生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品如表1所示。在啤酒酵母細胞中,水占75%85%,干物質占15%25%。在干物質中蛋白質為45%55%,脂肪3.0%7.0%,主要是磷脂、固醇和不飽和脂肪酸,核酸約占6.0%,以及灰分約占8.0%和大量糖類(約占30%)。因酵母含有大量蛋白質和維生素(表2),所以可加工成優(yōu)質飼料。用飼料酵母喂養(yǎng)畜禽可促進生長和改善肉的質量,喂貂可改善毛皮質量,養(yǎng)蠶可增加產(chǎn)絲量。酵母蛋白富含多種氨基酸,包括人體必需的8種氨基酸,蛋白含量是羊肉的23倍,豬肉的34倍,蛋類的5倍,營養(yǎng)價值極高,且易吸收,所以又是人的食品的理想原料。啤酒發(fā)酵結束,沉淀于下面的酵母泥,一般連續(xù)使用三五代后就不能再利用。用酵母離心機可得到回收,啤酒廢酵母的量很大。酵母可用來提取制備凝血質、谷胱甘肽、卵磷脂以及輔酶A等醫(yī)藥。凝血質適用于各種內外科及婦產(chǎn)科手術和治療胃、痔、癌及鼻出血。卵磷脂對冠狀動脈硬化及神經(jīng)衰弱有一定療效。輔酶A臨床上可用于防治動脈硬化、白血球較少和慢性脈管炎等癥。其次,酵母還可以用于作為飼料酵母、食品添加劑,以及提取醫(yī)藥和酵母精等,用途很廣。酵母自溶可生產(chǎn)酵母精。酵母精是一種富含氨基酸、維生素以及某些特殊生長因子的復合物,具有營養(yǎng)、調味、輔助醫(yī)療三大功能,可廣泛用于微生物、動物細胞培養(yǎng)及有關領域。利用啤酒廢酵母生產(chǎn)酵母精,得率為30%(以干酵母計)。一個年產(chǎn)2萬噸啤酒的工廠,投資10萬左右可回收廢酵母2030噸,生產(chǎn)酵母精約10噸。1母字母機的開發(fā)1.1采用啤酒發(fā)酵母生產(chǎn)母系提取物1.1.1工藝路線1.1.2操作要點(1)發(fā)酵液及酒花味酒把酵母泥倒入洗滌槽,加水反復洗滌,至完全不帶有發(fā)酵液及酒花味。最后,將沉淀的酵母從洗滌槽底部出口放出,通過酵母離心機分離濃縮,板框壓濾,轉入自溶罐。(2)氨基酸的提取純酵母加入適量水,不超過酵母重0.50%的甲苯及0.10%的氯化鈉。開攪拌器,升溫50℃,攪拌自溶1h,再加水?？偧铀坎怀^酵母重量。繼續(xù)保溫自溶。間斷進行攪拌,10h后取樣分析自溶液中氨基酸濃度,自溶至氨基酸濃度不再增加為止。然后升溫煮沸5min,進行分離,收集上清液。渣子烘干可作為飼料。1.2谷胱甘肽的制備谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通過肽鍵縮和而成的三肽化合物,化學名為γ-L-谷氨酸-半胱氨酸-甘氨酸。谷胱甘肽分子中含有一個活潑的巰基,易被氧化脫氫,兩分子的谷胱甘肽失氫后轉變?yōu)檠趸凸入赘孰?在生物體中起重要生理功能作用的是還原型谷胱甘肽,氧化型谷胱甘肽還需還原成谷胱甘肽才有生理活性。谷胱甘肽的相對分子質量為307.33,熔點189193(分解),晶體呈無色透明細長柱狀,其等電點為5.93。谷胱甘肽廣泛存在于動、植物中,在面包酵母、小麥胚芽和動物肝臟中的含量極高,達1001000mg/100g;在人和動物的血液中含量也較豐富,如人含1015mg/100g、雞血中含5873mg/100g、豬血含1422mg/100g。許多蔬菜、薯類和谷物中也含有谷胱甘肽(見表3)?？偟膩碚f,目前谷胱甘肽的制備方法有溶劑萃取法、酶法、發(fā)酵法和化學合成法。萃取法和酶法大多以小麥胚芽為原料,通過添加適當溶劑或結合淀粉酶、蛋白酶處理,再經(jīng)離心、分離和精制而成。通過生物技術途徑制備谷胱甘肽有兩種方法,一種是選育富含谷胱甘肽的高產(chǎn)酵母菌株,再經(jīng)分離提取制得,其工藝流程為:另一種方法是通過培養(yǎng)富含谷胱甘肽的綠藻,再用與酵母相似的方法提取。1.3可溶性葡聚糖酵母壁從外向內分三層,分別為甘露聚糖、蛋白質、葡聚糖。葡聚糖是由葡萄糖組成的均一多糖。酵母細胞壁含有堿不溶性、酸溶性、堿溶性三種葡聚糖。它們的分子量、分枝程度因不同的制備方法而不同。堿不溶性葡聚糖是高度分枝的((1→3)-D葡聚糖,重合度1450-1500,有3%的((1→6)鏈間連接,酵母((1→3)-D葡聚糖能增加哺乳動物免疫活力,有抗癌、抗細菌、抗病毒、降低血脂等功能,同時還有保濕、成膜、無刺激等特點,廣泛用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。趙光遠、殷慰申、吳小榮的研究方法如下:1.3.1實驗方法(1)酵母制品的制備廢酵母→→稀釋→→過篩→→洗滌→→堿處理→→離心→→酸處理→→離心→→乙醇處理→→脫水→→干燥廢酵母泥加水稀釋,過篩去酒花等雜質,用小蘇打溶液洗滌一次,再用蒸餾水洗滌,用3%氫氧化鈉處理已經(jīng)前處理的酵母,離心,沉淀物處理兩次,再用鹽酸處理沉淀物,離心,沉淀物用乙醇處理,乙醚脫水,75℃干燥得制品。(2)酶法用蛋白酶處理經(jīng)前處理酵母,離心,沉淀物經(jīng)堿處理一次后,進一步處理同堿法。1.3.2產(chǎn)品特性表4由上表可以看出,兩種方法的特性相差不大,酶-堿法用堿量少,可減少對環(huán)境的污染。1.4酵母蛋白飲料的制備在用糧食為原料的酒精加工廠中,發(fā)酵成熟液通過蒸餾塔后,不溶性的雜質就與酒精分離,在塔的底部排出,稱之為廢渣后酒精,其中一般含有5%7%的干物質,含有豐富的酵母、不溶性糖及各種雜質,是一種很好的蛋白飼料。采用簡單的工藝可以制取。工藝流程酵母泥等→→攪拌加熱→→滾動干燥→→粉碎→→蛋白飼料添加劑操作要點酵母泥等經(jīng)過攪拌加熱后可直接用滾筒干燥、粉碎后成為蛋白飼料添加劑,因為酵母泥含水量很高,在滾筒干燥機上可成為一薄層,不用濃縮,直接干燥成薄片,經(jīng)過粉碎,成為酵母蛋白,可添加到各種飼料中去。如將酵母泥、糖化廢麥槽、濾過酒后的廢硅藻土分別壓濾、干燥,再加上制麥所得的廢麥根進行粉碎,可得混合顆粒飼料。1.5豐富的用途酵母浸膏在制藥、生化工程、科研等方面都有著廣泛的用途,其營養(yǎng)全面、豐富,易于吸收。酵母泥通過洗滌、除雜、去味、調味,調pH后離心、濃縮即得酵母浸膏。1.6生產(chǎn)準備酵母中含有很多呈味物質,是生產(chǎn)調味品的好原料。工藝流程用酵母泥生產(chǎn)的調味品,富含多種氨基酸、肽、呈味苷酸、維生素、多種微量元素。1.7核酸及其衍生物核酸酵母工業(yè)是我國新興產(chǎn)業(yè)。核糖核酸(簡稱核酸,RNA)廣泛應用于食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和農業(yè)生產(chǎn)上。在食品工業(yè)方面,核酸是開發(fā)新型食品調味品必不可少的原料。風行世界的第二代味精(強力味精)、第三代味精(風味味精)、特鮮醬油等新型調味品,都是核酸及其衍生物應用的結果。在醫(yī)藥工業(yè)上,核酸是制造治療冠心病、腫瘤、心肌梗塞等疾病藥物的原料。在農業(yè)上,核酸及其衍生物廣泛用作農作物(如水稻、瓜果、豆類等)的生長促進物質。從微生物中提取RNA是工業(yè)上最實際