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酵母抽提物的研究与产业化
作者:刘艳 徐婷婷 江建梅 吴振 发表时间:2014年09月22日

  2012年我国以啤酒年产量约490亿升成为世界最大啤酒生产国,随着我国啤酒产量的连年增加,啤酒生产过程中的废糟、酵母的排放量也相应增加,我国对啤酒酵母的综合利用方面还处于比较低的水平,主要处理方式是直接排放或干燥后作为饲料,有效成分没有得到有效利用,造成了资源浪费和环境污染。

  啤酒酵母综合利用关键技术

  利用啤酒废酵母生产酵母抽提物、细胞壁多糖关键技术研究与产业化项目是以啤酒酵母为原料,对其综合利用进行关键技术研究及产业化,通过生物工程技术进行酶解、提取,生产酵母抽提物,解决产业化中遇到的技术问题,达到提高产品品质、降低生产成本、节约资源、提升综合利用水平的目的。

  该项目解决了啤酒酵母深加工关键工艺技术难题,使企业生产达到规模化、基地化,对带动啤酒酵母综合利用行业的发展起到良好的示范作用,对我国生物发酵、降解加工制取高附加值产品具有较强的示范作用,对于唐山乃至河北产业结构调整,发展壮大新兴产业具有重要意义。

  啤酒酵母综合利用产业化成果

  该项目的产业化成果包括普乐滋和易饲特两大系列,其中普乐滋酵母抽提物系列产品主要包括酵母粉、酵母抽提物(粉状、膏状)、酵母多糖等;易饲特酵母抽提物系列产品主要包括酵母蛋白、酵母活性肽、酵母免疫多肽、酵母活性多糖等。

  酵母抽提物(Yeast extract,简称YE)是采用优质啤酒酵母为原料,经自溶酶解、分离、浓缩、干燥而得到的一种粉状或膏状产品,富含蛋白质、氨基酸(包括人体所必需的8种氨基酸,并且其含量接近理想蛋白质的水平)、核苷酸、维生素B族(B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸、泛酸和生物素)、辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、麦角固醇等活性成分以及钙、磷、镁、锰等多种微量元素。

  酵母抽提物又分为食品专用型和发酵专用型。前者氨基酸平衡良好,味道鲜美浓郁,可作为食品配料。后者可应用于氨基酸、抗生素、皮质激素等生物发酵领域,富含大量的氨基酸、多肽、核苷酸、维生素B族和微量元素,充分满足微生物生长代谢的需要,有效提高微生物生长代谢水平,可以作为种子培养和发酵培养基主要原料,满足发酵工业中多种营养苛求菌种以及诱变菌种、基因工程构建菌的营养需求,可为发酵工业的清洁化生产提供支持,具有广阔、良好的应用前景。

  由于酵母蛋白富含优质的完全蛋白,所以能够弥补普通饲料中蛋白质的不足。酵母免疫多肽富含小分子活性多肽、维生素等促进因子,能促进免疫系统发育,提高动物抗应激和抗病能力;酵母活性肽富含18种氨基酸、小肽(分子量小于1000道尔顿的小肽含量>92%)、微量元素等,能有效改善饲料适口性,减少动物消化道疾病;酵母细胞壁化学成分主要是β-葡聚糖、甘露寡糖、脂类、蛋白质和少量的几丁质,酵母活性多糖富含β-葡聚糖和甘露寡糖等功能性免疫多糖,有效吸附霉菌毒素,尤其对玉米赤烯酮吸附效果更佳,可部分替代抗生素,无毒副作用,实现绿色养殖。

  啤酒酵母抽提物的应用拓展

  酵母抽提物作为健康产品,以其纯天然、无污染的特点,被广泛应用在食品配料、营养保健、生物发酵、动物营养、农业生产等方面。

  食品工业

  酵母抽提物营养丰富,可有效增强食品的鲜美味、醇厚感,同时具有缓和产品咸味、酸味,掩盖异味等特点,可满足消费者对健康和天然的多种需求,可为调味品行业提供更天然、更绿色、更安全的高品质食品增鲜原料,在很多食品加工业中都得到了较好的应用,如肉制品、休闲食品、调味品、速冻食品、方便面、焙烤食品等。

  以传统调味品酱油为例,酱油是以大豆或豆粕等植物蛋白质为主要原料,辅以面粉、小麦或麸皮等淀粉原料,经微生物发酵作用,得到一种含有多种氨基酸,具有特殊色、香、味的调味品,但口感偏咸、苦,难以达到五味调和的程度,现已广泛应用的调味剂谷氨酸钠、5'-核苷酸以及甜味剂的使用大大弥补了这些缺陷,但这一类型的添加剂也有一个不足,即口感单一,缺乏厚味,通过添加酵母抽提物,不仅可以提升其醇厚味,而且提高酱油中的氨基酸态氮、IMP、GMP等成分和指标,提升产品档次,增加酱油的光亮度和挂壁度,逐渐被多数酱油厂家认可,并应用到实际生产当中。

  采用0~3.0%的酵母抽提物与白砂糖、食盐、活性干酵母等原辅料搅拌均匀,添加到面包的制作过程中,试验结果表明:添加一定比例的酵母抽提物可以改善面团性能,降低面团发酵过程中气体及水分损失,使焙烤时气体逸散速度适中,产品气泡分布均匀并具有理想胀发程度,膨松柔软,口感细腻;持水性和保水性大为增强,使面包的货架期延长3~5天。

  营养保健

  酵母抽提物含有多种功能性成分,具有解毒,保护肝脏;调节机体钙、磷代谢,预防人体维生素D缺乏症;抗氧化及瘦身等功效,被营养学界誉为“最有魅力的营养品”,作为营养型的保健品配料,可应用于保健品、功能性饮料配料;营养补充剂食品;抗衰老、抗辐射、减肥等功能性食品。

  谷胱甘肽能够清除氧自由基,抑制氨基酸的氧化,促进蛋白质的合成,明显降低血浆谷草转氨酶和谷丙转氨酶水平,提高肝脏损伤后的修复能力。麦角固醇是维生素D2的合成前体,维生素D2的主要功能是促进肠内钙、磷的吸收和贮存,提高血钙与血磷浓度,对防治儿童佝偻病、老年骨质疏松有重要的作用。超氧化物歧化酶能专一清除体内超氧阴离子自由基,对抗与阻断氧自由基对细胞造成的损害,及时修复受损细胞,复原自由基对细胞造成的伤害。β-葡聚糖、甘露寡糖等免疫多糖,具有抗癌、抗氧化、降低低密度脂蛋白胆固醇和血脂、调节肠胃、抗衰老、吸附细菌及霉菌毒素等多种重要的生物学功能,能够极大地提高人体免疫力,是一种新型的功能性保健品配料,应用于功能饮料、口服液、健康食品营养补充剂、抗衰老功能食品等领域。

  生物发酵

  有机氮源是生物发酵领域最重要的生产原料之一,酵母抽提物是一种优质的新型有机氮源,相比于植物蛋白、动物蛋白,具有氨基酸种类齐全,营养成分丰富、均衡,易于吸收、生产周期短及重现性高等优势,是微生物发酵培养中较为理想的氮源,在酶制剂、抗生素、皮质激素、生物农药、氨基酸、有机酸、维生素等生物工程产业得到了广泛的应用。

  动物营养

  作为一种天然、无污染、无残留的蛋白质饲料原料,酵母抽提物可有效改善畜禽、水产动物的生产性能,提高肉品质及产蛋率等。酵母抽提物中含有的功能性免疫多糖(β-葡聚糖和甘露寡糖)是天然高效免疫促进剂,可促进肠道有益菌的增殖,抑制病原菌在肠道定植,维持机体代谢平衡;对促进免疫器官发育,增强免疫系统功能,增强抗应激能力等具有明显的作用。

  目前易饲特系列产品广泛应用在畜禽、水产及特种动物养殖中,在饲料中添加一定比例的酵母抽提物产品,可有效促进动物机体生长速度,提高母体繁殖性能,减少流产、死胎比例,提高幼仔成活率等。

  农业生产

  上世纪70年代初,国内已将核苷酸作为植物生长调节剂应用在农业生产上,将核苷酸喷施在冬瓜、草莓、龙眼等作物叶片上均可以提高产量,改善果实品质。随着研究的深入,人们发现核苷酸可以提高植物根系吸收能力,促进代谢,可以提高叶片中叶绿素的含量,促进光合作用。

  国外也有酵母抽提物喷施作物的相关研究,酵母抽提物除含有核苷酸、氨基酸外,还有维生素B族、矿物质等其他营养因子。采用0.3%~1.5%的酵母抽提物溶液定期喷施辣椒、茄子、黄瓜等作物的叶片,观察植株生长期、开花期、结果期以及初果品质等指标。初期试验结果表明,喷施一定浓度的酵母抽提物可以有效缩短开花期和结果期的时间,对初果质量及品质也有所提高。

  随着人们对酵母及其衍生物产业认识的逐步加深,其应用范围不断扩大,酵母抽提物的生产和应用出现了许多新的进展和趋势,酵母抽提物生产呈现高I+G型、富含麦角固醇、谷胱甘肽等功能型酵母抽提物以及专用型酵母抽提物的生产,这一安全健康产业的发展,必将受到越来越多人的关注和认可。

  作者单位:唐山拓普生物科技有限公司

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