全 文 ：收稿日期:2004-6-24
作者简介:孙凌雪(1965-), 女 ,哈尔滨人 ,大学 , 工程师 , 主要
从事 ,保健食品的开发。
文章编号:1002-8110(2004)05-0096-03
啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究
孙凌雪
(黑龙江明嘉北药萃取研究中心 ,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘 要:用啤酒生产中产生的废酵母 ,生产酵母蛋白营养粉 ,既减少了环境污染 , 又可提供新的可食性营养源。
为啤酒废酵母的综合利用提供了新的途径。介绍了工艺流程 、实验内容及在食品中的应用。
关键词:酵 母;酵母粉;正交实验
中图分类号:TS262.5;TS261.9 文献标识码:B
0 前 言
啤酒酵母属真菌 , 是单细胞微生物 , 细胞呈圆形或椭圆
形 ,直径为 5 ～ 10μm , 它由细胞质 、细胞核 、细胞膜 、细胞液等
构成。其主要成分是蛋白质 、核酸 、B 族维生素和矿物质元
素等。
啤酒酵母中含有丰富的核酸和其它含磷化合物。经研
究 ,啤酒酵母中含有核糖核酸(RNA)的量达 4.5%～ 8.3%。
啤酒酵母中还含有丰富的人体必需的微量元素 。如磷 、铁 、
钙 、镁 、锌 、锰 、硒 、铬等。铬元素和维生素 B2 结合的化合物
能维持人体正常血糖值 , 硒可以保护心脏 , 抑制心血管病的
发生和发展 ,防止克山病和关节炎 , 尤其可以防止癌症。
在啤酒的酿造过程中 , 每生产 10000t啤酒 , 大约有 100t
剩余酵母产生 ,其中 2/3 是主发酵酵母 , 其余1/ 3是后发酵酵
母 ,这些在啤酒发酵过程中形成的酵母泥除一部分留作下一
批啤酒发酵接种之用外 , 大部分作为剩余的酵母泥而排放。
剩余的酵母泥数量一般约为啤酒产量的 1%, 酵母泥是由啤
酒和酵母细胞组成的泥浆状混合物 , 其主要成分是啤酒酵
母 ,还含有少量的麦芽壳 、大米碎片及酒花等。
啤酒废酵母含有丰富的蛋白质。干燥酵母的蛋白质含
量达50%左右 ,并且富含人体必需的 8 种氨基酸 , 特别是谷
物蛋白中含量较少的赖氨酸含量较高。 啤酒酵母中的氨基
酸组成比例接近联合国粮农组织(FAO)推荐的理想氨基酸组
成值 ,所以它的营养价值很高。而在我国 90%的企业并未回
收啤酒酵母 ,要么将废酵母直接排掉 , 成为水体的一大污染
源;要么将其打入啤酒糟 , 以几分钱的低廉价格让附近的农
民作肥料 、饲料拉走 ,造成惊人的浪费。因此 , 对啤酒废酵母
综合利用的研究和推广已迫在眉睫。
1 材料与方法
1.1 材料
啤酒废酵母—哈尔滨啤酒厂提供
1.2 工艺流程
废酵母处理:废酵母泥—加水稀释—过筛除杂—沉淀分
离
加工:脱苦除臭—离心分离—加温自溶—杀菌—调配—
干燥—冷却—成品包装
1.3 内容
1.3.1 废酵母预处理
废酵母的预处理 ,直接影响其制品的外观质量及后序工
艺条件的执行 , 由于所使用麦汁中尚有分离不净的大麦果
皮 、种皮及酒花碎片 ,经过酵母发酵与酵母相互混杂沉降于
前酵池的底部 ,加工时必须将大麦果皮及酒花碎片除去 。处
理方法如下:
1.3.1.1 加水稀释
为了使酵母泥筛分顺利进行 , 必须将酵母泥加水稀释 ,
以减少筛分的阻力。由于酵母自身的凝聚性受水温的影响
很大 ,温度低其凝聚速率大。为自身沉降分离创造条件 , 泥
状酵母用 5℃的冷水稀释 , 加水量不低于 3倍。
1.3.1.2 过筛除杂
将稀释的酵母泥充分搅拌均匀 , 用 80 目的筛子筛分一
次 ,即除去 80%的杂质 , 再用 100 目的筛子筛分一次 ,即可除
去酵母泥中的全部可见杂质。
1.3.1.3 沉降分离
经过筛分后的酵母乳液 , 静止 30 ～ 40min , 使其自动沉
淀 ,倾出上清液 , 即得不含杂质的酵母。
1.3.2 废酵母的加工
1.3.2.1 脱苦除臭
在啤酒生产的前酵过程中 ,由于酒花的苦味物质及一些
未完全发酵的代谢产物吸附在酵母泥中 , 使酵母泥带有令人
不愉快的苦味和气味 , 需除去其吸附的苦味及不愉快的气
味。
1.3.2.2 离心分离
经脱苦除臭的酵母乳 , 进行离心分离。离心机转数为
2000/min ,离心 5min , 即得脱苦除臭的酵母泥。
1.3.2.3 加温自溶
加温自溶用带搅拌的保温容器 , 夹层中通入热水对容器
进行保温 ,自溶期间每隔 1h ,开动搅拌 2～ 5min , 搅拌有利于
提高单位接触面 ,从而加速自溶。
1.3.2.4 杀菌灭酶
第 31卷 第5期
2 0 0 4 年 9 月
酿 酒
LIQUORMAKING
Vol.31 , No.5
Sep., 2004
由于自溶过程时间长 ,酵母乳液易被空气及容器中的杂
菌污染 , 为杀灭污染杂菌及终止酶对底物的反应 , 对其进行
95℃杀菌灭酶处理。
1.3.2.5 调配
将其调成溶液后 , 加入在酵母乳液中 ,添加营养物质 , 搅
拌均匀 ,使其成为均一的乳状液准备进行干燥处理。
1.3.2.6 干燥
将酵母乳液进行喷雾干燥。
1.3.2.7 冷却
酵母粉从干燥室出来后 , 将粉温降到 25℃以下 , 进行包
装 ,如在干燥后 60℃时进行包装 ,粉的热量难以散发 ,将导致
粉质量变劣 ,影响酵母粉质量。
1.3.2.8 包装
为防止水份 , 灰尘 ,微生物等外界因素的影响 ,要选择防
水性好 ,通气性小的聚乙烯复合包装袋进行真空包装 , 排除
空气后密封 ,使其便于运输和贮存。
1.3.2.9 检验
本品经检验 ,结果如表 3
表 1
色泽 气味 形态 水分% 蛋白质% 脂肪% 食盐% 灰份% 碳水化合物%
乳白色 无异味 粉状 4.70 49.25 0.28 15.57 2.70 27.50
2 结果与讨论
2.1 脱苦除臭工艺的选择
在废酵母脱苦除臭工艺中 , 我们选用 Hel , 含 CO2 水溶
液 ,NaOH 溶液 , NaHCO3溶液 , H2O2 溶液 , C2H5OH 溶液 , NaCl
溶液及水溶液等八种溶液 ,其结果如下表 2。
通过以上八中洗液的脱苦除臭效果比较 , 以 NaCl溶液 ,
含 CO2 水溶液 ,水及 C2H5OH 等四种溶液为好。从经济性及
洗涤效果比较 ,认为以 NaCl 溶液和水相结合对废酵母进行
脱苦除臭 ,既经济 , 又切实可行。
为确定NaCl溶液的最佳洗涤浓度 , 用不同浓度的 Nacl
溶液对废酵母洗涤。其结果如表 5。
表 2
项目 HCL 含CO2 水液 NaOH% NaHCO3 H2O20.1% C2H5OH20% NaCL% H2O
洗涤次数 3 3 3 3 3 3 3 3
废酵母/洗液 1∶4 1∶4 1∶4 1∶4 1∶4 1∶4 1∶4 1∶4
洗后酵母泥
的色泽及现
象
乳黄色沉降
速度慢
乳白色品质
细腻
米黄色沉
降速度慢
乳白色沉
降缓慢
乳白色有
泡沫产生
乳白色品质
细腻
乳白色沉降
速率大
品质细腻
乳白色品质
细腻
口味 酸苦味 微酸无苦味及其它异味
碱味大后
苦
有碱味略
有苦味 略有苦味
无苦味及其
它异味
有鲜味无苦
味及其它异
味
无苦味及其
它异味
注(1)含 CO2 水溶液为水在 4℃以 5kgf/ cm2CO2 压力充分混合。(2)每次洗涤时间 15min。
表 3
项目 NaCl 1% NaCl 5% NaCl 10%
沉降速度 小 中 大
洗后效果 无苦味 ,有鲜味无苦味 ,鲜味大 ,略咸无苦味 ,咸味大
通过上述试验 ,废酵母用 10℃的清水以酵母量/水量=
1/ 4 , 洗3 次后 ,再用 5%左右的 NaCl溶液洗一次 ,即可达到脱
苦除臭的目的。
2.2 加温自溶工艺的确定
酵母自溶程度的大小 , 主要受温度 、时间 、pH 值及助溶
剂添加量的影响 ,为确定其最佳自溶条件 , 采用正交实验法 ,
选用 L9(34)正交表 ,进行实验分析。
根据所掌握的参数范围选取实验参数如表 4:
表 4
温度(℃) 45 50 55
时间(h) 10 15 20
pH 值 5 6 7
助溶剂(以酵母重量计)% 1 2 3
营养物质提取率按下式计算:
提取率%=
酵母泥重×(1—酵母泥含水率)—自溶后离心沉淀干重
酵母泥重×(1—酵母泥含水率) ×100%
实验所得正交表如表 5。
·97·第 5期 孙凌雪:啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉的工艺研究
表 5
编号 温度 T℃ 时间(h) pH 值 助溶剂% 提取率%
1 45 10 5 1 51.67
2 45 15 6 2 55.44
3 45 20 7 3 53.62
4 50 10 6 3 53.38
5 50 15 7 1 51.79
6 50 20 5 2 56.31
7 55 10 7 2 41.21
8 55 15 5 3 44.87
9 55 20 6 1 43.01
Ⅰ 160.73 146.26 153.85 146.47 T=451.30
Ⅱ 161.48 152.10 151.83 152.96
Ⅲ 129.09 152.94 146.62 151.87
极差 R 32.39 6.68 6.23 6.49
各因素变化对提取率之和的影响如图 1。
通过对极差 R的比较及各因素对提取率之和影响图示
分析:在酵母自溶过程中 , 以反应温度对其自溶程度影响最
大 ,其次为时间 , 助溶剂加量和 pH 值。确定其自溶的最佳温
度50+1℃, 55℃时其酶系统的作用受抑制。自溶时间的延
长 ,对其提取率的增大并无明显效果。
通过对上述实验数据的分析 , 自溶时间 15h 以上 , pH 值
为 5 ,助溶剂加量为 3%为宜 ,其提取率50%左右。
2.3 干燥形式的选择
本实验选用了高温直接干燥 、鼓风干燥 、真空干燥及喷
雾干燥 ,其干燥条件及结果如表 6。
3 小结
用啤酒废酵母生产酵母蛋白营养粉 , 通过试验 , 认为以
水和Nacl溶液相结合的方式对废酵母进行洗涤处理 ,除去废
酵母吸附的苦味及其它异味 ,洗涤费用比其它方式低 ,效果
表 6
干燥方法 投料量(g)
干燥时间
h) 温度(℃)
真空度
mmHg
结 果
口感 颜色 硬度
高温直接干燥 100 4.5 110 — 焦糊味 深红 坚硬
鼓风干燥 100 7 80 — 无异味 黄色 坚硬
真空干燥 100 7 70 740 无异味 黄色 坚硬
喷雾干燥 100 15 进风温度 180～ 170排风温度 75～ 63 — 无异味 乳黄色
好 ,在工业化生产上是可行的。废酵母内的酶系含量多 , 在
50+2℃处理时 ,酵母细胞被杀死 , 其酶系活力不受影响。 可
利用其自身的酶系统将其自溶。其次为自溶时间 、pH 值及
助溶剂的添加量。自溶条件的确定 , 可在现有的条件下 , 使
其自溶程度保持最大。使用喷雾干燥最为合适。喷雾干燥
可使制品的粒度均匀 , 减少焦糊现象 , 生产效率比其它干燥
方法高。产品经过分析 ,各项理化指标与国外生产酵母自溶
物制品相近 ,卫生指标符合国家卫生法的规定。酵母粉在面
包和饼干中加入 2%～ 3%能改善生面团的质量 , 增加面团的
延展性 ,烤后制品口味有浓郁的香气。 在香肠中加入 2%的
酵母强化剂 ,使蛋白质和脂肪的结合性增强。制品的香气增
大。从添加效果比较 , 不仅强化了食品的营养价值 , 同时赋
予食品以复杂而宽广的品味 ,在食品加工领域具有广阔的应
用前途。
[ 参考文献]
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1982.
The beer discards the leaven to produce the leaven egg white
nourishment the powder s craft research
SUN Ling-xue
(Heilongjiang MINGJIA North Chiese HERB Extraction Research Center , Heilongjiang Harin 150040 , China)
ABSTRACT:Use the beer to produce the inside to produce of discard the leaven , and produce the leaven egg white nourishment the powder ,
since reduced the pollution of the environment , can again provide the nutrient source of new edible .Discarded the synthesizing of leaven to
make use of to provide the new pathed for beer.This text introduced the craft the process , experiment the contents and in the application in the
food.
KEY WORDS:Leaven;leaven powder;orthogonal test
·98· 酿 酒 2004