CN103184153B - 无沉淀酵母浸膏的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无沉淀酵母浸膏的制备方法。该制备方法依次包括酵母培养物自溶、复合酶解、灭酶、分离、浓缩步骤制得无沉淀酵母浸膏，在灭酶与分离步骤之间进一步包括析沉步骤：将经过灭酶步骤制得的产物的pH调节至6-7.5，搅拌、静置析出不溶性固形物完成析沉步骤。采用本发明的无沉淀酵母浸膏制备方法制备的酵母浸膏，由于在灭酶与分离步骤之间增加了析沉步骤，使得制得的酵母浸膏长期贮存也不会白色沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及酵母提取物制备领域，具体而言，涉及一种无沉淀酵母浸膏的制备方法。
背景技术
酵母浸出物(yeast extract)，是采用新鲜酵母为原料，利用现代生物技术手段或通过改变介质环境来诱导酵母自身体内多种酶系，外加(也可以不加)某些外源酶类在适宜的条件下促使胞内蛋白质、核酸类物质进行降解，再经过一些精制内工序得到的粉状、膏状或液体状的产品。
酵母浸膏其实质是酵母浸出物产品的另一种应用别称，即膏状的酵母浸出物。一般在市场上用作食品调味方面的称之为酵母抽提物，用于生物发酵领域的称之为酵母浸膏或者酵母膏。其中用于发酵培养基的酵母浸膏还分为工业级以及试剂级，二者只是在组成成分上要求不同，但均是经酵母酶解自溶、分离过滤、浓缩等工艺而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物。酵母浸膏富含蛋白质、氨基酸类、肽类、核苷酸、B族维生素、微量元素，主要作用是补充氮源和提供微生物生长的各种维生素及氨基酸及生长因子。
在中国专利CN 1481721A、CN 102051381A和CN 1481719A中公开了酵母抽提物的制备工艺，均是针对利用啤酒酵母或者啤酒废酵母泥作为生产原料，经洗涤，脱苦，除臭等繁琐工艺过程制备。但是，上述制备方法存在以下缺陷：
1)啤酒酵母浸出物的原料为啤酒发酵后的酵母废泥，里面所含微生物除了酵母本身外(大部分为死酵母细胞)，还含有大量的其它杂菌，如大肠杆菌、小球菌等，如果对这样不稳定的原料采用同样一种自溶、酶解等工艺，所得产品的营养特性有较大差异。
2)大规模生产啤酒酵母浸出物的原料需要大量的啤酒酵母泥，啤酒酵母浸出物厂家往往从不同啤酒厂采购啤酒泥，故在采购、保鲜运输方面存在困难，生产不容易集中。啤酒酵母浸出物由于生产原料无法从源头上控制其品质的均衡性，这样势必就会引起每批次产品的质量波动性。
在中国专利CN 1481721A中，披露了该发明适用于面包酵母生产酵母浸出物，但是实验结果说明该工艺用于面包酵母生产酵母浸出物还是有一定不足，即该发明只偏重追求其风味和营养特性的改良，却存在产品储存后会出现沉淀的技术问题。
在中国专利CN 102051381A中披露了利用错流过滤和低温碱洗技术去除啤酒酵母杂质的过程，但此发明无法保证生产的成品在后期储藏运输过程中不会出现沉淀类似物。
经调查发现，膏状酵母浸出物通常在储存1个月左右即会产生白色沉淀。现在发酵工业用户大批量购买膏状酵母浸出物用于微生物培养，非常重视产品的理化性质尤其是溶解性以及有无沉淀的问题。现有技术中，通常通过控制调浆用水中的相关离子浓度来减少酵母浸膏白色沉淀的析出问题，但是其效果不是很理想。各酵母浸出物生产厂家在探索一种工艺简单且实际可行的无沉淀培养基型膏状酵母浸出物的生产工艺方面，至今却尚未见到相关报道。
发明内容
本发明旨在提供一种无沉淀酵母浸膏的制备方法，以解决现有技术中膏状酵母浸膏在储存1个月左右会产生白色沉淀的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种无沉淀酵母浸膏的制备方法。该制备方法依次包括酵母培养物自溶、复合酶解、灭酶、分离、浓缩步骤制得无沉淀酵母浸膏，在灭酶与分离步骤之间进一步包括析沉步骤：将经过灭酶步骤制得的产物的pH调节至6-7.5，搅拌、静置析出不溶物，完成析沉步骤。
进一步地，灭酶步骤与析沉之间进一步包括调浆步骤：将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为6-8％，然后进行析沉步骤。
进一步地，将经过浓缩步骤制得的无沉淀酵母浸膏的pH调至4.5-6。
进一步地，酵母培养物是面包酵母培养物。
进一步地，自溶步骤包括：添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至40-60℃、pH至4-6，自溶时间为18-24小时。
进一步地，在自溶步骤之前进一步包括预处理步骤，预处理步骤包括：酵母培养物通过水洗除去糖色，然后将酵母培养物用过滤水调浆至干物质质量百分含量为10-15％，控制预处理步骤中的酵母培养物温度为10-20℃，pH为3.6-4.2。
进一步地，复合酶解步骤包括：将自溶步骤得到的产物温度控制在55-60℃，pH为5-7，在自溶步骤开始后第4-8小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为10-15小时。
进一步地，灭酶步骤包括：将经过复合酶解步骤得到的产物温度升至70-90℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液。
进一步地，分离步骤包括：将析沉步骤得到的产物在4000-5000r/min的条件下离心10分钟，获得上清液。
进一步地，浓缩步骤包括：将上清液，在55～60℃进行减压浓缩，得到无沉淀酵母浸膏
采用本发明的无沉淀酵母浸膏制备方法制备的酵母浸膏，由于在灭酶与分离步骤之间增加了析沉步骤，使得制得的酵母浸膏长期贮存也不会白色沉淀。其次，本发明中还将制备好的酵母浸膏的pH调至4.5-6，进一步确保了长期贮存后酵母浸膏的品质。再次，本发明中的酵母培养物采用通过高密度培养的纯面包酵母培养物，保证了产品的营养特性及品质的一致性。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明一种典型的实施方式，无沉淀酵母浸膏的制备方法依次包括酵母培养物自溶、复合酶解、灭酶、分离、浓缩步骤制得无沉淀酵母浸膏，在灭酶与分离步骤之间进一步包括析沉步骤：经过灭酶步骤制得的产物的pH调节至6-7.5，搅拌、静置1-3小时析出不溶物，完成析沉步骤。采用本发明的无沉淀酵母浸膏制备方法制备的酵母浸膏，由于在灭酶与分离步骤之间增加了析沉步骤，使得制得的酵母浸膏长期贮存也不会白色沉淀。
本发明的发明人经过在双蒸水体系中严格模拟了酵母浸出物的真实介质环境以及相关离子浓度，探究出了在产品存放后期容易出现白色不溶物-磷酸铵镁的原因以及最佳形成条件。根据上述实验结果本发明通过在灭酶与分离步骤之间增加析沉步骤，通过在生产前期调节pH值致使硫酸铵镁完全析出，到后期经过离心去除，上述操作避免了磷酸铵镁沉淀反应条件，减少硫酸铵镁沉淀的形成，保证了产品在存放过程中的品质稳定性。
优选地，灭酶步骤与析沉之间进一步包括调浆步骤：将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为6-8％，调配至此固形物浓度更加有利于后续浓缩操作，提高浓缩效率，得到含水量适中的酵母浸膏。优选地，将经过浓缩步骤制得的无沉淀酵母浸膏的pH调至4.5-6。进一步确保了长期贮存后酵母浸膏的品质。优选地，酵母培养物是面包酵母培养物。本发明中的酵母培养物采用通过高密度培养的纯面包酵母培养物，保证了产品的营养特性及品质的一致性。
根据本发明一种典型的实施方式，自溶步骤包括：添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至40-60℃、pH至4-6，自溶时间为18-24小时。在此条件下，添加表面活性剂优点在于致使酵母细胞壁结构疏松，细胞质膜通透性增加，逐渐丧失选择性功能，使细胞内容物更容易外泄。根据酵母自溶动力学研究以及结合相关生产实践经验，在此条件下，酵母利用自身酶系进行自我降解应对外界环境的变化诱发应激反应，表现为自溶，酵母细胞内贮糖原降解最快，蛋白质次之，再者是核酸被降解，且细胞内生物大分子的降解自溶存在显著的正协同效应，酵母应对此种外界条件下的生理状态对后续自溶酶解液中的氨基酸组份影响极显著。
优选地，在自溶步骤之前进一步包括预处理步骤，预处理步骤包括：酵母培养物通过水洗除去糖色，然后将酵母培养物用过滤水调浆至干物质质量百分含量为10-15％，控制预处理步骤中的酵母培养物温度为10-20℃，pH为3.6-4.2。水洗的目的在于，由于本工艺采用甘蔗糖蜜富集培养酵母细胞，在培养过程中酵母细胞表面会吸附糖蜜自身颜色，故采用一定离子浓度的水洗去除酵母细胞附着的糖色，能使后续生产出的浸膏成品色泽更加澄清鲜亮。调浆至此浓度制成悬浮液，可以恰好使酵母细胞充分分散，完全与周围介质充分接触，提高在后续自溶和酶解效率。控制温度和pH的优点在于保证酵母自身酶系的活性，处于一个低活力状态，但又不会导致细胞致死，内含物提早外泄，影响浸出物成分。
优选地，复合酶解步骤包括：将自溶步骤得到的产物温度控制在55-60℃，pH为5-7，在自溶步骤开始后第4-8小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为10-15小时。在此条件下，酵母自身酶系(主要有糖化酶和蛋白酶)的最适温度以及最适pH在本工艺的选择范围，为使酵母利用自身降解酶系进行质壁分离以及细胞质降解到最大限度，设定此工艺参数。另者，本工艺选择的复合破壁酶也恰好与酵母自身酶系最适温度和pH值相吻合，故在酵母自身降解阶段完成后进行酶解操作时无需另外调节介质pH即可开始酶解操作。
优选地，灭酶步骤包括：将经过复合酶解步骤得到的产物温度升至70-90℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液。在此条件下，一方面使得自溶酶系失活，终止降解反应，另一方面抑制酵母浸出物的酸腐。
优选地，分离步骤包括：将析沉步骤得到的产物在4000-5000r/min的条件下离心10分钟，获得上清液。在此条件下，使得自溶没接阶段的细胞残留碎片与细胞浸出物完全分离。
优选地，浓缩步骤包括：将分离步骤获得的上清液，在55～60℃进行减压浓缩，得到无沉淀酵母浸膏。在此条件下，既能保证酵母浸出物中的营养成分不被破坏，又能保证浸提液中的水分以一定的速度蒸发去除。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
1)预处理步骤，将高密度培养的纯面包酵母培养物通过水洗除去糖色后得到新鲜酵母乳，然后用过滤水调浆至干物质质量百分含量为10％，并控制上述操作过程中酵母培养物的温度为15℃，pH为3.6；
2)自溶步骤，添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至40-60℃、pH至4-6，自溶时间为18小时；
3)复合酶解步骤包括：调节自溶步骤的产物温度为50℃，pH为5，在自溶步骤开始后第4小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为10小时；
4)灭酶步骤，将经过复合酶解步骤的产物温度升至70℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液；
5)将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为6％；
6)析沉步骤，调节经过灭酶步骤的产物的pH至6，搅拌、静置1小时析出不溶物；
7)分离步骤，将析沉步骤的产物在4000r/min的条件下离心10min，获得上清液；
8)浓缩步骤，将分离步骤获得的上清液，在55℃进行减压浓缩，得到无沉淀酵母浸膏。
实施例2
1)预处理步骤，将高密度培养的纯面包酵母培养物通过水洗除去糖色后得到新鲜酵母乳，然后用过滤水调浆至干物质质量百分含量为10％，并控制上述操作过程中酵母培养物的温度为10℃，pH为3.6；
2)自溶步骤，添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至40-60℃、pH至4-6，自溶时间为18小时；
3)复合酶解步骤包括：调节自溶步骤的产物温度为55℃，pH为5，在自溶步骤开始后第4小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为10小时；
4)灭酶步骤，将经过复合酶解步骤的产物温度升至70℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液；
5)将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为6％；
6)析沉步骤，调节经过灭酶步骤的产物的pH至6.5，搅拌、静置1小时析出不溶物；
7)分离步骤，将析沉步骤的产物在4000r/min的条件下离心10min，获得上清液；
8)浓缩步骤，将分离步骤获得的上清液，在60℃进行减压浓缩，得到无沉淀酵母浸膏；
9)将经过浓缩步骤制得的无沉淀酵母浸膏的pH调至4.5。
实施例3
1)预处理步骤，将高密度培养的纯面包酵母培养物通过水洗除去糖色后得到新鲜酵母乳，然后用过滤水调浆至干物质质量百分含量为15％，并控制上述操作过程中酵母培养物的温度为20℃，pH为4.2；
2)自溶步骤，添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至60℃、pH至6，自溶时间为24小时；
3)复合酶解步骤包括：调节自溶步骤的产物温度为50℃，pH为7，在自溶步骤开始后第8小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为15小时；
4)灭酶步骤，将经过复合酶解步骤的产物温度升至90℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液；
5)将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为8％；
6)析沉步骤，调节经过灭酶步骤的产物的pH至7.5，搅拌、静置3小时析出不溶物；
7)分离步骤，将析沉步骤的产物在5000r/min的条件下离心10min，获得上清液；
8)浓缩步骤，将分离步骤获得的上清液，在60℃进行减压浓缩，得到无沉淀酵母浸膏。
9)将经过浓缩步骤制得的无沉淀酵母浸膏的pH调至6.5。
实施例4
1)预处理步骤，将高密度培养的纯面包酵母培养物加过滤水搅拌混匀，去糖色，离心，反复操作2-3次，直至达到产品色度要求；然后用过滤水调浆至干物质质量百分含量为15％，并控制上述操作过程中酵母培养物的温度为15℃，pH为4.2；
2)自溶步骤，添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至60℃、pH至6，自溶时间为10小时；
3)复合酶解步骤包括：调节自溶步骤的产物温度为50℃，pH为7，在自溶步骤开始后第8小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为15小时；
4)灭酶步骤，将经过复合酶解步骤的产物温度升至90℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液；
5)将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为8％；
6)析沉步骤，调节经过灭酶步骤的产物的pH至6.5，搅拌、静置3小时析出不溶物；
7)分离步骤，将析沉步骤的产物在5000r/min的条件下离心10min，获得上清液；
8)针对客户对品质的特殊要求，利用板式膜进行超滤精致，去除大分子蛋白类物质，均衡控制分子量分布；
9)浓缩步骤，将分离步骤获得的上清液，在60℃进行减压浓缩，得到无沉淀酵母浸膏。
10)将经过浓缩步骤制得的无沉淀酵母浸膏的pH调至5.5。
对比例
1)预处理步骤：将高密度培养的纯面包酵母培养物加过滤水搅拌混匀，去糖色，离心，反复操作2-3次，直至达到产品色度要求；然后用过滤水调浆至干物质质量百分含量为15％，并控制上述操作过程中酵母培养物的温度为15℃，pH为4.2；
2)自溶步骤，添加表面活性剂至酵母培养物中，调节自溶温度至40-60℃、pH至4-6，自溶时间为18小时；
3)复合酶解步骤包括：调节自溶步骤的产物温度为50℃，pH为5，在自溶步骤开始后第4小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为10小时；
4)灭酶步骤，将经过复合酶解步骤的产物温度升至70℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液；
5)将灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为6％；
6)分离步骤，将步骤5)的产物在4000r/min的条件下离心10min，获得上清液；
7)浓缩步骤，将分离步骤获得的上清液，在55℃进行减压浓缩；
8)pH自然，包装，得到成品酵母浸膏。
通过实施例1-4制备的酵母浸膏，感官评价、理化及微生物指标见表1-3。且由本发明实施例1-4制备的酵母浸膏在放置一个月均未出现白色沉淀，而且由于使用高密度培养的纯面包酵母培养物，其产品品质良好，且批次之间一致性较强。
表1
从表1的结果可以看出采用本发明工艺生的酵母浸膏和对比例工艺生产出的酵母浸膏在风味和香气上并无较大差别，但是在成品颜色上略有差别，尤其是当产品陈放一段时间后，由对比例工艺生产的酵母浸膏会有膏状白色沉淀产生。
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 | |
| 总氮(质量百分含量，干计) | 11.96 | 12.1 | 12.1 | 13.5 | 10.48 |
| 氨基酸态氮(质量百分含量，干计) | 4.6 | 4.9 | 4.8 | 5.26 | 4.43 |
| 水份(103±2℃，6小时) | 34.5 | 33.0 | 32.9 | 33.4 | 32.78 |
| 氯化钠(质量百分含量，干计) | 0.25 | 0.23 | 0.21 | 0.2 | 0.53 |
| 灰份(质量百分含量，干计) | - | - | - | - | - |
| 铅(mg/Kg) | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 总砷(mg/Kg) | 0.52 | 0.52 | 0.52 | 0.52 | 0.52 |
| pH值(2％水溶液) | 5.8 | 5.4 | 5.7 | 5.4 | 6.2 |
从表2的结果可以看出由对比例(即原始工艺)生产得到的酵母浸膏和在此基础上利用本发明中的涉及特征通过加入析沉步骤，以及后续调节存放产品pH操作，在营养成分对比上，总氮以及氨基态都有所提高，而在盐分含量上有所降低，结合表一中颜色外观评价指标，经过存放，产品也无白色不溶性物质出现，由此证明此发明的工艺特征是明显的，且是行之有效的。
表3
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 | |
| 细菌(cfu/g) | ≤5000 | ≤5000 | ≤5000 | ≤5000 | ≤5000 |
| 大肠菌群(MPN/100g) | ≤30 | ≤30 | ≤30 | ≤30 | ≤30 |
| 致病菌 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 |
从表3的结果可以看出对比例和由本工艺制的的酵母浸膏在微生物检测方面，并无大异，说明由该工艺制的的成品符合食品安全卫生标准，且制成的微生物发酵培养基型的酵母浸膏是可行的。
综上，本发明一方面从生产源头上选用的是营养物质更加全面，品质也更稳定且易控制生产质量均一性的面包酵母，适合对原料品质要求较高的微生物培养；另一方面，本发明将自溶酶解后得到酶解液通过调节pH使磷酸铵镁沉淀全部析出，然后离心去除不溶物，再在产品入库封装前严格控制成品pH在5.5-6.0以下，致使产品在后期存放过程中的品质均一稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无沉淀酵母浸膏的制备方法，依次包括酵母培养物自溶、复合酶解、灭酶、分离、浓缩步骤制得所述无沉淀酵母浸膏，其特征在于，在所述灭酶与所述分离步骤之间进一步包括析沉步骤：
将经过所述灭酶步骤制得的产物的pH调节至6-7.5，搅拌、静置1-3小时析出不溶物，完成所述析沉步骤；
所述酵母培养物是面包酵母培养物；
所述自溶步骤包括：
添加表面活性剂至所述酵母培养物中，调节自溶温度至40-60℃、pH至4-6，自溶时间为18-24小时；
在所述自溶步骤之前进一步包括预处理步骤，所述预处理步骤包括：
所述酵母培养物通过水洗除去糖色，
然后将所述酵母培养物用过滤水调浆至干物质质量百分含量为10-15％，
控制所述预处理步骤中的所述酵母培养物温度为10-20℃，pH为3.6-4.2；
将经过所述浓缩步骤制得的无沉淀酵母浸膏的pH调至4.5-6；
所述复合酶解步骤包括：
将所述自溶步骤得到的产物温度控制为50-55℃，pH为5-7，在所述自溶步骤开始后第4-8小时添加复合蛋白破壁酶，反应时间为10-15小时。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述灭酶步骤与所述析沉之间进一步包括调浆步骤：
将所述灭酶步骤的产物用过滤水调至干物质质量百分含量为6-8％，然后进行所述析沉步骤。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述灭酶步骤包括：
将经过所述复合酶解步骤得到的产物温度升至70-90℃，维持15分钟终止酶解反应，得到酶解液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分离步骤包括：
将所述析沉步骤得到的产物在4000-5000r/min的条件下离心10分钟，获得上清液。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浓缩步骤包括：
将所述上清液在55～60℃进行减压浓缩，得到所述无沉淀酵母浸膏。
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