利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，屬于生物化工領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)中海藻糖提取時間長、提取率低、雜質(zhì)溶出過多不易提純的問題。本發(fā)明方法包括以下步驟：1）微波處理；2）熱處理；3）蝸牛酶處理；4）超聲波破碎處理；5）海藻糖的提取與純化。本發(fā)明方法使酵母菌處于脅迫條件下，其應(yīng)激產(chǎn)生大量的海藻糖，同時抑制海藻糖酶的活性，并通過蝸牛酶處理和超聲破破碎處理使得酵母細(xì)胞破裂，從而使得海藻糖幾乎全部溶出，處理時間短、海藻糖易提純且得率高。另外，本發(fā)明方法未使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有毒的有機(jī)溶劑，做到了清潔環(huán)保，且本發(fā)明方法中所產(chǎn)生的廢棄液和廢渣可用來生產(chǎn)酵母膏，幾乎無排放。
【專利說明】利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]海藻糖是由兩個葡糖糖分子以1，1-糖苷鍵構(gòu)成的非還原性雙糖，廣泛分布于細(xì)菌、真菌和動植物體內(nèi)。在生物體內(nèi)，它不僅作為結(jié)構(gòu)成分和能量物質(zhì)存在，而且在高寒、高溫和干燥失水等脅迫條件下，對生物體組織和生物大分子具有特異性保護(hù)作用。由于其獨特的生物學(xué)功能，它在食品、分子生物學(xué)、醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然海藻糖的資源廣泛，但是能夠大量積累海藻糖的物種并不很多，而且海藻糖是生物體對抗逆境的一種代謝應(yīng)激物，一旦外部環(huán)境適宜，海藻糖又會迅速降解，給制備帶來一定困難。目前海藻糖的生產(chǎn)方法主要有酶轉(zhuǎn)化法、發(fā)酵法、微生物抽提法、基因工程法、化學(xué)合成法等。
[0003]海藻糖在酵母中的含量最大，因此傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法主要是從酵母中提取，活性干酵母中雖然海藻糖含量較高，且具有細(xì)胞活性，但由于其自身成本較高，限制了其應(yīng)用。而啤酒廢酵母成本較低，傳統(tǒng)方法直接將廢酵母泥，經(jīng)除雜脫苦得干凈酵母泥，干制酵母粉；或?qū)⒏蓛艚湍改嗉幼匀軇?甚至強(qiáng)酸強(qiáng)堿)自溶，自溶后離心得沉淀用來生產(chǎn)以葡聚糖為主的多糖，自溶后離心的上清一般直接放掉，內(nèi)含海藻糖，既浪費資源又造成了環(huán)境污染，有些雖然提取了海藻糖但得率較低。從酵母細(xì)胞內(nèi)提取海藻糖，大都采用乙醇回流提取工藝。但是該傳統(tǒng)方法大多表現(xiàn)為提取時間太長、海藻糖收率很低、雜質(zhì)溶出過多等諸多問題。
[0004]由于海藻糖酶同樣存在于酵母內(nèi)，且為代謝應(yīng)激物，因此提高海藻糖提取率的關(guān)鍵是給酵母菌一定的脅迫條件，使其產(chǎn)生大量的海藻糖，同時抑制海藻糖酶的活性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，為解決現(xiàn)有技術(shù)中海藻糖的提取時間長、提取率低、雜質(zhì)溶出過多不易提純的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:。
[0007]—種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
將脫苦純化的酵母泥置于微波爐中處理廣5min ；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水以懸浮酵母細(xì)胞，在1 (Tl 5 (TC下熱處理30~90min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶，并在3(T45°C下攪拌2飛小時，以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；4)超聲波破碎處理
對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行超聲波破碎處理至酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
離心步驟4)所得溶液，離心所得上清液采用超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在所述海藻糖收集液中抽提海藻糖并進(jìn)行純化，得純化的海藻糖。
[0008]其中，步驟I)中微波處理的目的在于提供一種脅迫條件，以促進(jìn)生產(chǎn)更多海藻糖；步驟2)中10(Tl50°C下熱處理3(T90min，熱處理的早期有利于海藻糖的產(chǎn)生(高溫也是一種脅迫條件)，但是長時間高溫可破壞酵母細(xì)胞結(jié)構(gòu)，殺死酵母細(xì)胞，使海藻糖酶失活，該步驟中溫度和時間的選擇非常關(guān)鍵，一方面要在酵母細(xì)胞被破壞前產(chǎn)生更多的海藻糖，另一方面要及時抑制海藻糖酶的活性；步驟3)中加入蝸牛酶，可以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜，便于海藻糖的釋放，提高得率；步驟4)中超聲波破碎處理有利于細(xì)胞破裂，溶出海藻糖；步驟5)中離心所得沉淀可用于制備酵母膏；步驟5)中超濾膜超濾除去大分子，過酸堿柱去除離子、小分子物質(zhì)和離子型色素。
[0009]優(yōu)選的，步驟I)中脫苦純化的酵母泥的獲得包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸或碳酸氫鈉，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為疒8%或碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~0.5%，攪拌3(T90min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥。水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩既避免了粘度過大不方便過濾，又能濾除殘留的部分固型物。
[0010]優(yōu)選的，所述微波爐的功率為300W~600W。使用功率相對較低的微波爐，可給予一定的應(yīng)激刺激時間，以防止酵母菌快速失活降低海藻糖的產(chǎn)量。
[0011]作為優(yōu)選，步驟2)中酵母泥與純水的質(zhì)量比為1:3。
[0012]優(yōu)選的，按照每克脫苦純化的酵母泥中加入0.5~2mg蝸牛酶的標(biāo)準(zhǔn)加入蝸牛酶。
[0013]作為優(yōu)選，步驟3)中加入蝸牛酶后，在37 °C下攪拌3~4小時，攪拌速度為100~200rpmo
[0014]優(yōu)選的，步驟4)中超聲波破碎處理采用功率為20(T800W的超聲波細(xì)胞裂解儀，間歇式超聲波破碎處理。間歇式超聲波破碎處理有利于細(xì)胞破裂，充分溶出海藻糖。
[0015]進(jìn)一步的，所述間歇式超聲波破碎處理具體為超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s,依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為2(T40min。
[0016]作為優(yōu)選方案，步驟5)中所述的超濾膜為3KDa分子量的超濾膜。3KDa分子量的超濾膜除去蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等大分子物質(zhì)，超濾濃縮液(含蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等大分子物質(zhì))用以制備酵母膏。
[0017]作為優(yōu)選，步驟5)中所述的抽提是在7(T85°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-50%的乙醇溶液抽提8(T100min ;所述的純化是旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)海藻糖抽提液至體積減少55~70%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明方法讓酵母菌處于脅迫條件下，使其應(yīng)激產(chǎn)生大量的海藻糖，同時抑制海藻糖酶的活性，并通過蝸牛酶處理和超聲破破碎處理使得酵母細(xì)胞破裂，從而使得海藻糖幾乎全部溶出，處理時間短、海藻糖易提純且得率高。另外，本發(fā)明方法未使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有毒的有機(jī)溶劑，做到了清潔環(huán)保，且本發(fā)明方法中所產(chǎn)生的廢棄液和廢渣可用來生產(chǎn)酵母膏，幾乎無排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法的一種工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0021]實施例1
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，攪拌60min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理5min ；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理后的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在100°C下熱處理90min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入Img蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌3小時，攪拌速度為200rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為300W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為50min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在82°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液10min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為70°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后噴霧干燥得乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得15.68g海藻糖)。
[0022]實施例2如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，攪拌60min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理5min ；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理后的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在100°C下熱處理90min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入Img蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌3小時，攪拌速度為200rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為300W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為50min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在82°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液10min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為70°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后用無水乙醇醇沉干燥得乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得14.32g海藻糖)，本實施例與實施例1相比，只是海藻糖的干燥條件不同，實施例1中采用噴霧干燥，本實施例采用醇沉干燥，實驗證明，噴霧干燥為更優(yōu)選的干燥條件，醇沉干燥海藻糖損失較多，影響收率)。
[0023]實施例3
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，攪拌30min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；然后將脫苦純化的酵母泥置于600W的微波爐中處理Imin ；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在120°C下熱處理60min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
0.5mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入),并在45°C下攪拌2小時,攪拌速度為10rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為200W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為40min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在70°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液80min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為50°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少55%，然后噴霧干燥得乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得10.12g海藻糖)，由于溫度70°C、濃度30%的乙醇不利于海藻糖的擴(kuò)散和提取，所以雖然有脅迫刺激，得率仍然偏低)。
[0024] 實施例4
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理3min ;啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入碳酸氫鈉，使碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，攪拌60min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在121°C下熱處理80min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
1.2mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌4小時，攪拌速度為150rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為400W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為55min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在80°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液80min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為60°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后噴霧干燥(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得14.77g海藻糖)。
[0025]實施例5
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理4min ;啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入碳酸氫鈉，使碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%，攪拌60min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在121°C下熱處理80min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
0.8mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌5小時，攪拌速度為120rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為400W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為30min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在75°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液80min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為50°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得13.52g海藻糖)。
[0026]實施例6
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
I)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，攪拌90min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理5min ；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理后的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在100°C下熱處理90min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入2mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在30°C下攪拌5小時，攪拌速度為200rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為400W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為20min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在85°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液10min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為70°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少70%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得
10.27g海藻糖)。
[0027]實施例7
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:1)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，攪拌30min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；然后將脫苦純化的酵母泥置于600W的微波爐中處理Imin ；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在150°C下熱處理30min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
0.5mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入),并在45°C下攪拌2小時,攪拌速度為10rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為200W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為40min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在70°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液80min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為50°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少55%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得
11.03g海藻糖)。
[0028]實施例8
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理3min ;啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入碳酸氫鈉，使碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%，攪拌60min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥； 2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在121°C下熱處理80min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
1.2mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌4小時，攪拌速度為150rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為400W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為25min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在80°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液80min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為60°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得10.82g海藻糖)。
[0029]實施例9
如圖1所示，一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
I)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，然后將脫苦純化的酵母泥置于550W的微波爐中處理4min ;啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:2)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入碳酸氫鈉，使碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，攪拌SOmin脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；
2)熱處理
向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水(微波處理的酵母泥與純水的重量比為1:3)以懸浮酵母細(xì)胞，在121°C下熱處理70min ；
3)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
1.5mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌3小時，攪拌速度為120rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
4)超聲波破碎處理
采用功率為200W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為40min，酵母細(xì)胞裂解 ，釋放出海藻糖；
5)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在70°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液90min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為60°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥乳白色純化的海藻糖(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得10.95g海藻糖)。
[0030]對比例
本對比例的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
1)微波處理
首先對啤酒廢酵母泥進(jìn)行脫苦純化，啤酒廢酵母泥的脫苦純化包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水(啤酒廢酵母泥與純水的重量比為1:3)，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，攪拌60min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥；然后將脫苦純化的酵母泥置于500W的微波爐中處理5min ；
2)蝸牛酶處理
冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶(按照每克脫苦純化的酵母泥中加入
1.0mg蝸牛酶為標(biāo)準(zhǔn)加入)，并在37°C下攪拌3小時，攪拌速度為200rpm以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜；
3)超聲波破碎處理
采用功率為300W的超聲波細(xì)胞裂解儀對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行間歇式超聲波破碎處理，具體的:超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為50min，酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖；4)海藻糖的提取與純化
以4500rpm的轉(zhuǎn)速離心步驟4)所得溶液1min,離心所得上清液采用3KDa分子量的超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集液，在80°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液抽提海藻糖收集液90min得海藻糖抽提液；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)時，溫度為60°C，壓力0.1Mpa，轉(zhuǎn)速為200rpm)海藻糖抽提液至體積減少60%，然后噴霧干燥得乳白色純化的海藻糖。(該工藝條件下，100 g脫苦純化的酵母泥得9.26g海藻糖)。本對比例與實施例1、2條件基本一致，只是未進(jìn)行熱處理，得率降低較明顯，因此熱脅迫刺激為本發(fā)明方法的關(guān)鍵步驟， 必不可少。
【權(quán)利要求】
1.一種利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)微波處理 將脫苦純化的酵母泥置于微波爐中處理f 5min ； 2)熱處理 向經(jīng)微波處理的酵母泥中加入純水以懸浮酵母細(xì)胞，在10(Tl50 °C下熱處理30~90min ； 3)蝸牛酶處理 冷卻步驟2)所得酵母懸浮液后，加入蝸牛酶，并在3(T45°C下攪拌2飛小時，以破壞酵母細(xì)胞的細(xì)胞膜； 4)超聲波破碎處理 對步驟3)所得酵母懸浮液進(jìn)行超聲波破碎處理至酵母細(xì)胞裂解，釋放出海藻糖； 5)海藻糖的提取與純化 離心步驟4)所得溶液，離心所得上清液采用超濾膜超濾，超濾透過液過酸堿柱，通過酸堿柱的液體為海藻糖收集 液，在所述海藻糖收集液中抽提海藻糖并進(jìn)行純化，得純化的海藻糖。
2.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟I)中脫苦純化的酵母泥的獲得包括以下步驟:向啤酒廢酵母泥中加純水，經(jīng)80-100目篩過濾得酵母懸浮液；向所得酵母懸浮液中加入酒石酸或碳酸氫鈉，使酒石酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2~8%或碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1~0.5%，攪拌3(T90min脫苦，離心棄上清液；水洗脫苦后的酵母泥并過300目篩，再次水洗，離心得純化脫苦的酵母泥。
3.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:所述微波爐的功率為300W~600W。
4.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟2)中酵母泥與純水的質(zhì)量比為1:3。
5.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:按照每克脫苦純化的酵母泥中加入0.5^2mg蝸牛酶的標(biāo)準(zhǔn)加入蝸牛酶。
6.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟3)中加入蝸牛酶后，在37°C下攪拌3、小時，攪拌速度為10(T200rpm。
7.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟4)中超聲波破碎處理采用功率為20(T800W的超聲波細(xì)胞裂解儀，間歇式超聲波破碎處理。
8.如權(quán)利要求7所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:所述間歇式超聲波破碎處理具體為超聲波細(xì)胞裂解儀工作1s后間歇5s，依此循環(huán)，超聲波破碎處理的總時間為2(T40min。
9.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟5)中所述的超濾膜為3KDa分子量的超濾膜。
10.如權(quán)利要求1所述的利用脅迫條件提高啤酒廢酵母海藻糖得率的環(huán)保生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟5)中所述的抽提是在7(T85°C條件下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-50%的乙醇溶液抽提80-100min ;所述的純化是旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)海藻糖抽提液至體積減少55~70%，然后噴霧干燥或采用無水乙醇醇沉干燥。
【文檔編號】C07H1/06GK104177449SQ201410352902
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】王宜磊, 朱陶, 張海麗, 宋磊 申請人:菏澤學(xué)院