制造酵母抽提物的原料可以选用啤酒酵母、面包酵母、假丝酵母、乳酸酵母等。一方面,可选用啤酒厂的废弃酵母,另一方面可通过培养获得酵母菌体。原料来源充足,可根据产量大小来控制,一般是采用啤酒厂的废弃酵母泥。酵母抽提物根据酵母原料的不同形态采取以下三种不同的生产方法:自溶法、酶分解法、酸分解法、机械破碎法(高压匀浆法、高速球磨法)在小规模生产中也有应用。本文主要以自溶法展开浅谈酵母提取物的生产工艺。
自溶法是利用酵母本身含有的糖酶系、蛋白酶系以及核酸酶系等,在添加一定的自溶促进剂,控制一定的条件之下将酵母体内的糖类物质、蛋白质和核酸等分解为氨基酸、肽类、核苷酸以及还原糖等小分子物质,并从酵母细胞内抽提出来的一种方法。自溶生产工艺使用的原料是具有酶活力的新鲜活酵母,主要是面包生产中的面包酵母和啤酒酿造的副产物啤酒酵母。
与另外两种生产方法相比,利用自溶法生产得到的酵母抽提物,蛋白质分解率高,鲜味氨基酸游离率高,风味好,呈味性强,成本也比较低。目前欧美和我国所生产的酵母抽提物绝大多数都是采用这种方法。
在生产过程中,通过改变环境条件如温度、PH 等或加入某些自溶促进剂,使酵母细胞细胞膜的结构发生变化,释放出大量水解酶类,同时水解酶类被激活,对酵母细胞内的大分子物质进行降解作用。酵母自溶过程中,由于自身酶系活力有限,并且随着自溶过程进行活力不断降低,因此在生产过程中还需要外加一定量的蛋白酶和核酸酶,从而加速酵母的自溶。采用自溶法生产酵母抽提物的主要工艺流程如图所示:
原料啤酒酵母加水搅拌均匀,较高速离心洗涤除去泡沫及啤酒味,用 200目筛过滤,除去酵母泥中的不溶性颗粒杂质。
一般采用适当浓度的碳酸氢钠或者酒精对原料废啤酒酵母处理多次,在抽提物感官质量方面可有明显的提高和改善。碳酸氢钠用量较小,加入 0.5%(质量分数)作用2h可有效除去因酒花成分引起的苦味,还能有效除去其他异味和酵母味,产品鲜味强烈,又有醇厚味,口味协调,肉香味浓郁。
添加自促进剂主要是为了激活酵母细胞内的有关水解酶类,促进自溶过程,缩短生产时间。同时在自溶开始或进行一段时间后外加部分水解酶类,更加有利于蛋白质、核酸的降解,提高抽提率。
食盐是主要的促溶剂之一,还具有防腐、调味的作用。有研究报道,食盐浓度 2%(质量分数)以下,在温度低于 43℃时自溶,自溶液容易发生腐败变质。用盐量 3%~5% (质量分数)制得的在色、香、味、氨基氮得率和总氮含量上均无显著差异。但用盐量必须考虑酵母精成品的含盐量,用盐量 5%以上制得的成品抽提物味道过咸,一般用盐量 3%左右比较合适。
关键在于控制好自溶的工艺参数,如温度、PH、自溶时间、自溶用水选择等。酵母细胞内含有多种蛋白酶,PH 影响这些酶的活力,从而影响蛋白质降解程度和产品的品味质量。当自溶液起始PH为 8.5以上,自溶过程中容易出现变黄发臭现象,自溶液起始 PH 应在8.0以下。自溶过程 PH 自然下降,一方面是由于废弃酵母呈酸性,另一方面是由于蛋白质降解产生氨基酸特别是酸性氨基酸所致。自溶起始PH为6~8,自液终了时,自溶液 PH 均可降至 5.5左右。自溶起始PH 不宜过低,用盐酸或乳酸调节起始 PH4.5 以下时,都发现产品中氨基氮含量及得率偏低。一般自溶过程以PH6~7 较为合适。
用蒸馏水和用自来水自溶相比,前者条件下得到的产品口味稍好,香味浓郁、纯正,在感官质量上有优势,但氨基氮含量及得率无明显增加。自溶用水较少时,产品中氨基氮得率较低,主要是酵母残渣上损失的酵母抽提物较多。自溶用水较多时,虽然氨基氮含量较低,但有利于提高氨基氮得率。当然,用水量较大时,产品浓缩工序较麻烦。一般在酵母泥干物质含量在 20%左右的情况下,自溶用水量为酵母泥重量的两倍左右比较合适。
自溶温度可控制为 40~60℃,因为在 35℃以下低温环境中自溶,不利于蛋白酶发挥作用,不仅产品的氨基氮含及得率低,质量差,而且自溶过程中容易发生腐败变质。自溶时间也不能过长。自溶 60h 以上得到的产品略带氨味,表明自溶过度。根据自溶过程中氨基氮变化的变化规律,自溶时间可选择在 40h 左右。
在酵母自溶过程中,虽然某些葡聚糖酶系对细胞壁有一定的水解作用,但大部分时间里细胞壁仍保持较完整的轮廓并且具有半透膜的作用,降解产物如氨基酸、低分子多肽、核苷酸等只能通过扩散作用而抽提出来,因此大大限制了酵母细胞内物质的溶出,降低产品得率。对酵母细胞进行破壁处理将提高细胞壁破碎度,促进胞内降解产物的扩散,提高抽提物得率,另外在一定程度上诱导和促进酵母自溶,增强水解酶系作用,缩短自溶过程。
自溶过程结束后迅速升温至95C左右,保温一段时间,不仅可以起到灭酶的作用,还可因为美拉德反应的发生赋予最终产品特殊的肉香味。
总的来看,国内外众多学者对酵母的自溶作用以及酵母抽提物的生产进行了深入的研究,使得生产技术不断完善。酵母抽提物产品主要的质量指标包括氨基氮含量、呈味核苷酸含量以及产品的风味等。生产过程中抽提物的得率也直接关系到最终产品的生产成本,目前大量的研究主要是有关酵母细胞壁破坏、自溶促进剂、酵母RNA 定向水解以及酵母味去除等方面,有关的研究大大促进了酵母抽提物的自溶法生产。
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