酵母蛋白胨的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種酵母蛋白胨。該酵母蛋白胨以高蛋白酵母發酵液為原料，采用脫色預處理，調漿，自溶，酶解，離心分離及濃縮干燥的方法制備而成，制得的酵母蛋白胨的分子量分布為500～3000Da，氨基氮含量為2～2.5%，蛋白胨含量高于20%。該酵母蛋白胨分子量分布均衡，完全在行業標準范圍內，保證了產品的質量穩定性。除了富含蛋白質、肽類和氨基酸之外，還富含核苷酸、B族維生素和生物素，給菌體提供了穩定、全面均衡且易于吸收的營養。本發明避免了采用動植物源為材料制備的諸如轉基因問題，相對于動植物蛋白胨具有無轉基因爭議、無致病性、無過敏原以及無風俗禁忌等優勢。
【專利說明】酵母蛋白胨
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物制品【技術領域】，具體而言，涉及一種酵母蛋白胨。
【背景技術】
[0002]蛋白胨是不同來源的蛋白質經部分酶解或酸水解后，得到的可溶性產物混合物，一般分子量分布為500~3000Da。蛋白胨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，主要由胨，多肽，小肽(寡肽)，氨基酸，生長因子等組成，被廣泛用于現代生物醫學研究、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。
[0003]目前，國內外用于食品、醫藥、生物培養以及微生物發酵工業的蛋白胨，大多是以動物蛋白如畜骨、膠渣、畜血、魚粉、動物內臟、生產骨粒的蒸骨水等為原料，植物蛋白如大豆，在液體條件下，使用生物酶制劑進行水解，再經過固液分離，濃縮，噴霧干燥等制成成品。由于動物蛋白和植物蛋白來源各異，致使蛋白胨產品各種氨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的問題不能得到有效保證。
[0004]生產優質的蛋白胨產品，除了與生物原材料有關外，水解方法以及后續的分離純化等工藝的選擇對于產品的澄清度，游離氨基酸含量，灰分含量，NaCl含量，產品色澤等重要技術指標也有至關重要的影響。由于蛋白質分子的形體大而復雜，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:蛋白質一胨一多肽一小肽一氨基酸。因此生產蛋白胨的關鍵是控制好水解過程，使其水解終止在“胨”的階段，蛋白胨生產的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優化程度有關。
[0005]蛋白質的降解途徑一般有酸堿水解法和生物酶水解法，傳統的酸水解多用鹽酸、硫酸、磷酸等作為水解試劑，但此類方法使色氨酸幾乎全部破壞，部分絲氨酸和蘇氨酸也被破壞。而且色氨酸分解后轉變成一種腐黑質，嚴重影響成品的色澤。堿水解多采用氫氧化鈉溶液，在高壓下進行水解，這種方法幾乎使所有氨基酸產生外消旋及部分脫氨作用，精氨酸轉化成鳥氨和尿素；胱氨酸、半胱氨酸、絲氨酸、蘇氨酸均分解，通酸解法一樣產生灰分含量高，產品色澤不好，且會對環境帶來污染問題。
[0006]專利CN1334037A和專利CN1046191C公開了多肽骨粉及多肽保健營養品的制備方法，其中涉及了采用生物酶法水解工藝，酶解工藝未達到優化水平，成本升高，收率卻不見上漲，工業實用性不強，另外其所選的原料均來自動物源。專利CN1150523A和CN101538601A中也公開了以新鮮牛骨作為原料，但是生產工藝中增加了數步對牛骨的預處理程序，增加了生產取材用材的難度和復雜程度，而且這些專利中都并未對蛋白胨的定義給予準確的界定和科學的闡述。也有專利公開了以蠶蛹為原料直接制備蠶蛹蛋白胨的方法，但結果卻發現蛋白胨產率較低，同時對環境污染嚴重。
[0007] 目前，動植物源蛋白胨雖然是市場中主要的蛋白胨，但隨著發酵要求逐漸精細化、標準化后，這類蛋白胨的弊端，逐漸暴露出來。由于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，并且蛋白的儲存、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，最終導致蛋白胨產品質量的不穩定，以此為原料，勢必會影響發酵生產的穩定性。另外，動物源蛋白胨可能存在致病性和風俗禁忌問題，植物性的蛋白胨主要存在過敏性和轉基因爭議問題。
【發明內容】
[0008]本發明旨在提供一種酵母蛋白胨，該酵母蛋白胨產品穩定且營養成分完善。
[0009]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種酵母蛋白胨，采用高蛋白酵母發酵液為原料，制備方法包括脫色預處理，調漿，自溶，酶解，離心分離及濃縮干燥的步驟；其中酵母蛋白胨的分子量分布為500~3000Da，氨基氮含量為2~2.5%，蛋白胨含量高于 20%ο
[0010]進一步地，高蛋白酵母發酵液為蛋白質重量含量> 50%的面包酵母發酵液。
[0011]進一步地，脫色預處理步驟包括將高蛋白酵母發酵液與過濾水混合，洗滌和過濾的過程。
[0012]進一步地，調漿步驟包括:在8°C~12°C下向經脫色預處理后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和酵母干物質質量含量為10%~15%的酵母乳懸浮液。
[0013]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°C~60°C并調整pH至4~6，溶解5~8小時。
[0014]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。
[0015]進一步地，酶解步驟包括:將經自溶步驟后的酵母乳懸浮液升溫至50°C~60°C，pH值調整至6~8，添加蛋白酶酶解18~22小時。
[0016]進一步地，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多種；其中蛋白酶的添加量占酵母乳懸浮液中酵母干物質質量的0.6%。~0.9%。。
[0017]進一步地，離心分離步驟包括將酶解步驟中得到的酶解液在4000~5000r/分鐘下進行離心分離10~20分鐘，浸出上清液；以及濃縮干燥步驟包括將上清液在低于60°C下減壓真空濃縮，得到酵母干物質重量含量為55%~65%的酵母蛋白胨濃縮液，將酵母蛋白胨濃縮液110°C~130°C下噴霧干燥，得到酵母蛋白胨。
[0018]進一步地，離心分離步驟之前還包括將酶解步驟中得到的酶解液升溫至70°C~90°C終止酶解的過程。
[0019]應用本發明的技術方案，通過采用高蛋白酵母發酵液作為原料，經過脫色預處理，自溶，酶解，離心分離及濃縮干燥步驟，使得制備的酵母蛋白胨分子量分布均衡，完全在行業標準內，保證了產品的質量穩定性。得到的酵母蛋白胨除了富含蛋白質、肽類和氨基酸之外，還富含核苷酸、B族維生素和生物素，給菌體提供了穩定、全面均衡且易于吸收利用的營養。本發明以高蛋白酵母發酵液為原料，避免了采用動植物源為材料制備的諸如轉基因問題，相對于動植物蛋白胨具有無轉基因爭議、無致病性、無過敏原以及無風俗禁忌等問題，由于采用了科學環保的優化酶解工藝，在制備過程中無高濃度有機廢水排放，生產周期短且成本低廉。【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發明。
[0021]酵母含人體所需要的8種氨基酸，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。 [0022]本發明提供了一種酵母蛋白胨，以高蛋白酵母發酵液為原料，通過包括脫色預處理，調衆，自溶，酶解，離心分離及濃縮干燥的制備方法制備而成；其中，酵母蛋白胨的分子量分布為500~3000Da，氨基氮含量為2~2.5%，蛋白胨含量高于20%。蛋白質含量高于50%酵母總重量的酵母稱為高蛋白酵母。本發明中所指的高蛋白酵母發酵液是指采用蛋白質含量高于50%酵母總重量的酵母經常規發酵制備而成。
[0023]通過采用高蛋白酵母發酵液作為原料，經過脫色預處理，自溶，酶解，離心分離及濃縮干燥步驟，使得制備的酵母蛋白胨分子量分布均衡，完全在標準范圍內，保證了產品的質量穩定性，完全符合行業標準。得到的酵母蛋白胨除了富含蛋白質、肽類和氨基酸之外，還富含核苷酸、B族維生素和生物素，給菌體提供了穩定、全面均衡且易于吸收利用的營養。本發明以高蛋白酵母發酵液為原料，避免了采用動植物源為材料制備的諸如轉基因問題，相對于動植物蛋白胨具有無轉基因爭議、無致病性、無過敏原以及無風俗禁忌等問題，由于采用了科學環保的優化酶解工藝，在制備過程中無高濃度有機廢水排放，生產周期短且成本低廉。
[0024]本發明優選采用蛋白質重量含量>50%的面包酵母發酵液，但并不局限于此。采用蛋白質重量含量> 50%的面包酵母發酵液制備的酵母蛋白胨能給菌體提供更全面均衡的營養成分，產品更穩定和更易于吸收利用。從營養角度來說，動植物源蛋白胨的營養成份比較單一，而本發明創造性地采用高蛋白酵母發酵液制備酵母蛋白胨，使得酵母蛋白胨除了富含蛋白質、肽類、氨基酸之外，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。采用酵母發酵液相對于動植物蛋白胨具有無轉基因爭議、無致病性、無過敏原以及無風俗禁忌等問題。
[0025]通過采用蛋白質含量高于50%的高蛋白酵母發酵液作為原料，并在高蛋白酵母發酵液進行調漿，自溶，酶解，離心去沉以及濃縮干燥步驟之前進行脫色預處理，其中脫色預處理步驟包括將高蛋白酵母發酵液與過濾水混合、洗滌和過濾的過程。本發明基于水質對產品的理化性質的影響考慮，優選采用低鈣離子和鎂離子含量的過濾水。通過洗滌和過濾等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，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，有利于后續的酶解步驟。
[0026]將酵母發酵液經脫色預處理后，將得到的酵母乳進行調漿。根據本發明的一種優選實施方式，調漿步驟包括:在8°C~12°C下向經脫色預處理后得到的酵母乳中加過濾水、檸檬酸和/醋酸進行調配，得到酵母干物質質量比濃度為10%~15%和pH值為3.6~4.2的酵母懸浮液。
[0027]將酵母乳懸浮液中酵母干物質的含量控制在10%~15%范圍內，此時酵母細胞具有最佳分散度，有利于后續的酵母酶解。如果酵母干物質的含量大于15%，則酵母細胞易團聚，影響了后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，如果酵母干物質的含量小于10%，則會降低酶的使用效率，從而降低了生產效率。
[0028]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，本發明優選在溫度為8V~12°C下以及pH值為3.6~4.2的范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。
[0029]為了充分釋放高蛋白酵母發酵液中的蛋白質和氨基酸，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°C~60°C，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胨產品的一大特點。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胨。
[0030]由于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。根據本發明的一種優選實施方式，在自溶開始后的5~8小時后，將酵母懸浮液升溫至50°C~60°C，pH值調整至6~8，添加蛋白酶酶解18~22小時。蛋白酶在上述溫度范圍和PH值范圍內，具有最佳的酶解效果。在自溶開始后的5~8小時后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。 [0031]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干物質含量的0.6%。~0.9%。。本發明優選木瓜蛋白酶，采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-C0-NH-，生成分子量較小的多肽類。
[0032]根據本發明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4000~5000r/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；濃縮干燥步驟包括將上清液在低于60°C的條件下進行減壓真空濃縮，得到酵母干物質的質量比濃度為55%~65%的酵母蛋白胨濃縮液，將酵母蛋白胨濃縮液在110°C~130°C下噴霧干燥，得到酵母蛋白胨。
[0033]為有效地控制酶解的程度，離心分離步驟之前還包括將酶解步驟得到的酶解液升溫至70°C~90°C終止酶解的步驟。將酶解液升溫至70°C~90°C可以避免蛋白酶繼續發揮作用，以至于將肽段分子降解為更小的游離氨基酸進而影響產品的分子量分布。本發明所選用的酵母發酵液為蛋白質重量百分比含量> 50%的高蛋白酵母發酵液。只有保證原料中的蛋白含量較高，才能夠保證最終得到的酵母蛋白胨中胨的含量，本發明中得到的酵母蛋白胨中的胨的含量一般在20%以上。
[0034]下面結合具體實施例進一步說明本發明的有益效果。
[0035]實施例1
[0036]取IL蛋白質含量為50%的面包酵母發酵液，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°C下向酵母乳中添加過濾水和檸檬酸，調配成pH值為3.6和酵母干物質的質量比濃度為10%的酵母乳懸浮液。[0037]向酵母乳懸浮液中添加20ml乙酸乙酯，升溫至40°C并調整pH值為4，自溶5h后將酵母乳懸浮液升溫至50°C，用檸檬酸調整pH值至6，添加0.6%。的木瓜蛋白酶進行酶解18h，得到酶解液。將酶解液升溫至70°C終止酶解，之后放入離心機中以4000r/分鐘下離心分離10分鐘，得到浸出上清液。將浸出上清液在60°C減壓真空濃縮，得到質量含量為55%酵母蛋白胨濃縮液，并在130°C下噴霧干燥，得到粉狀酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布在1600~2800Da左右，氨基氮含量為2.0%，其中蛋白胨含量為32%。
[0038]實施例2
[0039]取IL的蛋白質含量為60%的面包酵母發酵液，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°C下，對酵母乳用過濾水和醋酸進行調配，得到PH值為4.2且酵母干物質的質量比濃度為15%的酵母乳懸浮液。
[0040]向酵母乳懸浮液中加入15ml的單硬脂酸甘油酯，升溫至60°C并調整pH值為6，自溶8h后將酵母乳懸浮液升溫至60°C并用醋酸調整pH值至8，添加占酵母乳懸浮液中酵母干物質質量的0.9%。風味蛋白酶，酶解22h，得到酶解液。將酶解液升溫至90°C終止酶解，之后放入離心機中以5000r/分鐘下離心分離20分鐘，得到浸出上清液。將浸出上清液在50°C減壓真空濃縮，得到酵母干物質的重量含量為65%酵母蛋白胨濃縮液，在110°C溫度下噴霧干燥，得到粉狀酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布在500~2000Da左右，氨基氮含量為2.45%，其中蛋白胨含量為29.9%。
[0041]對比例I
[0042]取IL蛋白質含量為55%的面包酵母發酵液，未經過脫色預處理直接添加過濾水和檸檬酸，調配成酵母干物質的質量含量為15%、pH值為4.2的酵母乳懸浮液。
[0043]向酵母乳懸浮液中加入20ml的乙酸乙酯，升溫至60°C并調整pH值為6，自溶8小時后將酵母乳升溫至60°C并加入檸檬酸來調整pH值至8，添加0.9%。的木瓜蛋白酶進行酶解22h，得到酶解液。將酶解液升溫至90°C終止酶解，之后放入離心機中以5000r/分鐘下離心分離20分鐘，得到浸出上清液。將浸出上清液在50°C減壓真空濃縮，得到質量含量約為55%酵母蛋白胨濃縮液，并在110°C溫度下噴霧干燥，得到最終的粉狀酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布為大約在9520Da,氨基氮含量為1.54%,其中蛋白胨含量一般在
13.9%。
[0044]對比例2[0045]取IL的蛋白質含量為60%的面包酵母發酵液，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°C下，對酵母乳用過濾水和醋酸進行調配，得到PH值為5.0且酵母干物質的質量比濃度為23%的酵母乳懸浮液。
[0046]將酵母乳懸浮液升溫至30°C并調整pH值為7，自溶3h后將酵母乳懸浮液升溫至60°C并用醋酸調整pH值至5，添加占酵母乳懸浮液中酵母干物質質量的0.4%。風味蛋白酶，酶解22h，得到酶解液。將酶解液升溫至90°C終止酶解，之后放入離心機中以5000r/分鐘下離心分離20分鐘，得到浸出上清液。將浸出上清液在50°C減壓真空濃縮，得到酵母干物質的重量含量為45%酵母蛋白胨濃縮液，在110°C溫度下噴霧干燥，得到粉狀酵母蛋白胨。其中酵母蛋白胨的分子量分布大約在7490Da，氨基氮含量為1.88%，其中蛋白胨含量為
15.6%。
[0047]將本發明制備的酵母蛋白胨與動物蛋白胨進行對比，結果見表1。[0048]表1
[0049]
【權利要求】
1.一種酵母蛋白胨，其特征在于，采用高蛋白酵母發酵液為原料，制備方法包括脫色預處理，調漿，自溶，酶解，離心分離及濃縮干燥的步驟；其中，所述酵母蛋白胨的分子量分布為500~3000Da，氨基氮含量為2~2.5%，蛋白胨含量高于20%。
2.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述高蛋白酵母發酵液為蛋白質重量含量> 50%的面包酵母發酵液。
3.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述脫色預處理步驟包括將所述高蛋白酵母發酵液與過濾水混合、洗滌和過濾的過程。
4.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述調漿步驟包括: 在8°C~12°C下向經脫色預處理后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和酵母干物質質量含量為10%~15%的酵母乳懸浮液。
5.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，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°C~60°C并調整pH至4~6,溶解5~8小時。
6.根據權利要求5所述的酵母蛋白胨，其特征在于，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。
7.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述酶解步驟包括: 將經所述自溶步驟后的酵母乳懸浮液升溫至50°C~60°C，pH值調整至6~8，添加蛋白酶酶解18~22小時。
8.根據權利要求7所述的酵母蛋白胨，其特征在于，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；其中所述蛋白酶的添加量占所述酵母乳懸浮液中酵母干物質質量的0.6%。~0.9%。。
9.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于， 所述離心分離步驟包括將所述酶解步驟中得到的酶解液在4000~5000r/分鐘下進行離心分離10~20分鐘，浸出上清液；以及 所述濃縮干燥步驟包括將所述上清液在低于60°C下減壓真空濃縮，得到酵母干物質重量含量為55%~65%的酵母蛋白胨濃縮液，將所述酵母蛋白胨濃縮液110°C~130°C下噴霧干燥，得到酵母蛋白胨。
10.根據權利要求1所述的酵母蛋白胨，其特征在于，所述離心分離步驟之前還包括將所述酶解步驟中得到的酶解液升溫至70°c~90°C進行滅酶的過程。
【文檔編號】C12P21/06GK103966291SQ201310034886
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月29日 優先權日:2013年1月29日
【發明者】李嘯, 俞學鋒, 李知洪, 余明華, 杜支紅, 冷一非, 王超 申請人:安琪酵母股份有限公司