专利名称：一种酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种酵母处理工艺，具体的说是一种酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法。
背景技术：
我国啤酒工业生产中的废酵母多被作为粗饲料原料廉价处理，造成大量资源浪费。若对废酵母充分开发利用，使其中的有效成分得到合理回收，经济效益将十分可观。目前对于废酵母的处理主要是以废酵母为原料采用酸碱法或酶碱法提取酵母多糖，酸碱法对环境的污染严重已逐渐弃用；而酶碱法虽然能得到纯度较高的酵母多糖，但所需酶浓度较高，且酶解和碱处理时间较长(酶解时间至少12h，碱处理时间至少4h)，从而大大提高了生产成本，影响了生产效率和生产规模。马森等在酿酒科技第2009年第2期中公开了一种 “超声-酶-碱法提取啤酒废酵母β -1，3葡聚糖的研究”，采用超声-酶-碱法从啤酒废酵母中提取β-1，3-葡聚糖，在超声波预处理和酶解最佳条件的同时，利用响应曲面法研究分析NaOH浓度、温度、用量和时间对β-1，3-葡聚糖得率、纯度和蛋白质含量的影响。试验结果表明，超声波处理后破壁率为94. 22 % ；酶解后蛋白质去除率为62. 82 % ；当加入2. 05 % 的NaOH 30. 50mL，74°C处理5. 7h，β _1，3-葡聚糖的得率为10. 21 %，纯度为88. 14%，蛋白质含量为1. 19%。超声-酶-碱法处理工艺具有β-1，3-葡聚糖得率、纯度高、蛋白质含量低及提取时间短的特点。该方法是利用超声波的空化效应达到破壁效果，由于超声破碎仪操作复杂，处理量小(每小时处理量在数升至十几升左右)、易产生高温(微波处理局部瞬间高温可达5000°C，处理后产品温度也达70°C左右，高温会使蛋白质变性，活性成分丧失活性)、工艺条件要求高，一般仅用于实验室及其他处理量较小的地方。目前该方法仅止于实验阶段，无法实现大规模工业化应用。并且由于酵母细胞壁较普通细胞壁厚，可达 0. 1-0. 3 μ m，而一般细菌细胞壁厚度仅在数十纳米左右，为保证酶解效率，通常将水解蛋白酶的添加量控制在200-210U/g干物质，而水解蛋白酶的采购成本高，若无法将蛋白酶的使用量降低，则无法实现实质上生产成本控制的目的。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种以酵母为原料，生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，该工艺方法提取的酵母多糖得率及纯度高、核苷酸含量高，具有提取时间短、酶用量少、生产成本低、可大规模工业化生产的特点。本发明工艺方法为一 .将酵母加水溶解为10-12%的酵母悬浊液；二 .将酵母悬浊液在50-60Mpa下进行高压均质，高压均质后离心分离，收集沉淀物；三.向沉淀物中加入水解蛋白酶，加入量为110_130U/g干物质，然后在pH为5-6、 50-60°C条件下恒温酶解5-7h，再进行离心分离得到酶解上清液及酶解沉淀物；
四.将酶解上清液进行酶灭活后再进行喷雾干燥得到酵母核苷酸；五.将酶解沉淀物进行碱处理后再进行离心分离，收集碱处理沉淀物多次水洗至中性，喷雾干燥制得酵母多糖。所述步骤二中酵母悬浊液在60Mpa下高压均质3次。所述步骤三中水解蛋白酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶中的至少一种。所述水解蛋白酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶，两者质量比为1 1。步骤三中，向所述沉淀物中加入水解蛋白酶120U/g干物质，然后在pH为5、55°C条件下恒温酶解6h。步骤五中，所述碱处理方法为向酶解沉淀物中加入3% NaOH溶液，加入量为aiil/ g干物质，然后在90°C条件下处理2小时。所述干物质为离心后沉淀物除去水分后的剩余物质，本文中所指干物质的量是根据相应步骤中离心后的沉淀物水分含量换算所得。本发明利用了高压均质机，通过高压产生的强烈的剪切、撞击、空穴和湍流涡旋作用对酵母悬浊液进行高压均质，使细胞壁物理结构发生变化，达到细胞壁破碎的目的，研究及实验证明特别适用于对细胞壁较厚的酵母进行破壁处理，具有采用其它破壁方法无法达到的优异效果，较超声波方法相比又具有操作简单、无蛋白质变性(不会产生瞬间高温，处理后产品温度维持在30-40°C左右)、工艺条件要求低、高效的特点，通过前期的高压均质处理，能消除酶和底物之间的空间位阻，同时能使蛋白酶在酵母细胞壁上的作用位点增加， 水解效率得到提高，进而酶解时间能够进一步降低，也能相应减少碱处理的时间；且高压均质机结构简单，采购成远低于超声破碎仪，但物料处理量却远大于超声破碎仪(处理量可达每小时5000升以上)，可实现大规模工业化生产。另一方面，正是由于破壁效果显著，蛋白酶作用位点增加，发明人发现，此时大幅降低水解蛋白酶的添加量也能保证最大的酶解效率，从而使工艺生产成本得到真正有效的控制，产生了意想不到的技术效果。另一方面，在离心分离后除对酶解沉淀物进行处理得到酵母多糖外，对酶解上清液进行进一步处理还可以得到核苷酸，一个工艺同时提取得到两种产品，高压均质技术的应用使工艺后期含有酵母多糖的酶解沉淀物和含有核苷酸的酶解上清液分离度好，两个产品的含量、得率和纯度均能得到保证。进一步的，经多年实验研究证明，酵母悬浊液在60Mpa下高压均质3次效果最佳；所述经过高压均质处理后的沉淀物的酶解最佳条件为向所述沉淀物中加入水解蛋白酶 120U/g干物质，然后在pH为5、55°C条件下恒温酶解他，水解蛋白酶的添加量及酶解时间大大减少且破壁效果明显，并且后续的碱处理时间也缩短至池；所述水解蛋白酶可以根据需要合理选择，优选木瓜蛋白酶和中性蛋白酶同时添加，两者质量比为1 1，其理由为两者作用的最佳PH值及温度接近，且木瓜蛋白酶和中性蛋白酶作用位点不同，两者结合使用能得到很好效果，配合高压均质方法能进一步降低水解蛋白酶的添加量。所述酵母可以啤酒制造中产生的废酵母为原料，使其中的有效成分得到合理回收。本发明以废酵母为原料，充分提取其中的有效成份，通一个工艺提取两种产品，该工艺方法中酶解时间和碱处理时间较现有酶碱法缩短了至少一半以上，酶用量也减少了近一半，使得整个工艺生产周期大幅短缩、设备投次和生产成本大幅下降，可实现大规模工业化生产，提取的酵母多糖得率及纯度高(与“超声-酶-碱法”接近)，核苷酸含量高，具有广阔的市场前景。
图1为本发明工艺流程图。
具体实施例方式实施例1取酵母粉(啤酒废酵母)加水至浓度为10% (m/m)的酵母悬浊液，将酵母悬浊液在60Mpa高压均质3次，然后3000r/min离心5min，收集沉淀物，按120U/g干物质添加木瓜蛋白酶及中性蛋白酶(两者质量比为1 1)，ρΗ为5、55°C恒温酶解他，然后3000r/min离心5min得到酶解沉淀物和酶解上清液，，向酶解沉淀物中以2ml/g干物质加入3% NaOH(m/ m)溶液，90°C处理2小时，3000r/min离心5min，收集碱处理沉淀物多次水洗至中性，喷雾干燥制得酵母多糖(采用苯酚硫酸法检测，产品多糖纯度达到85.4%，得率为10.5% )； 酶解上清液经瞬间高温酶灭活后喷雾干燥得到酵母核苷酸(粗蛋白含量47.3%，RNA含量 15. 4% )。实施例2取酵母粉(啤酒废酵母)加水至浓度为12%的酵母悬浊液，将酵母悬浊液在 55Mpa高压均质3次，然后3500r/min离心5min，收集沉淀物，按130U/g干物质添加木瓜蛋白酶及中性蛋白酶(两者质量比为1 1)，60°C恒温酶解7h，然后3000r/min离心5min得到酶解沉淀物和酶解上清液，，向酶解沉淀物中以2ml/g干物质加入3% NaOH溶液，95°C处理2小时，3000r/min离心5min，收集碱处理沉淀物多次水洗至中性，喷雾干燥制得酵母多糖(采用苯酚硫酸法检测，产品多糖纯度达到80.2%，得率为8. 3%)；酶解上清液经瞬间高温酶灭活后喷雾干燥得到酵母核苷酸(粗蛋白含量46. 2%, RNA含量13. 4% )。实施例3取酵母粉(啤酒废酵母)加水至浓度为11%的酵母悬浊液，将酵母悬浊液在 50Mpa高压均质2次，然后3000r/min离心5min，收集沉淀物，按110U/g干物质添加木瓜蛋白酶，50°C恒温酶解证，然后3000r/min离心5min得到酶解沉淀物和酶解上清液，，向酶解沉淀物中以anl/g干物质加入3% NaOH溶液，85°C处理2小时，3000r/min离心5min，收集碱处理沉淀物多次水洗至中性，喷雾干燥制得酵母多糖(采用苯酚硫酸法检测，产品多糖纯度达到77. 3%，得率为8. 0% )；酶解上清液经瞬间高温酶灭活后喷雾干燥得到酵母核苷酸(粗蛋白含量43. 2%，RNA含量14. 5% )。
权利要求
1.一种酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，其特征在于，方法为一.将酵母加水溶解为10-12%的酵母悬浊液；二 .将酵母悬浊液在50-60Mpa下进行高压均质，高压均质后离心分离，收集沉淀物；三.向沉淀物中加入水解蛋白酶，加入量为110-130U/g干物质，然后在pH为5-6、 50-60°C条件下恒温酶解5-7h，再进行离心分离得到酶解上清液及酶解沉淀物；四.将酶解上清液进行酶灭活后再进行喷雾干燥得到酵母核苷酸；五.将酶解沉淀物进行碱处理后再进行离心分离，收集碱处理沉淀物多次水洗至中性，喷雾干燥制得酵母多糖。
2.如权利要求1所述的酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，其特征在于，所述步骤二中酵母悬浊液在60Mpa下高压均质3次。
3.如权利要求1所述的酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，其特征在于，所述步骤三中水解蛋白酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶中的至少一种。
4.如权利要求2所述的酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，其特征在于，所述水解蛋白酶为木瓜蛋白酶和中性蛋白酶，两者质量比为1 1。
5.如权利要求1-4中任一项所述的酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，其特征在于，步骤三中，向所述沉淀物中加入水解蛋白酶120U/g沉淀物，然后在pH为5、55°C条件下恒温酶解Mi。
6.如权利要求5所述的酵母生产酵母多糖及核苷酸的工艺方法，其特征在于，步骤五中，所述碱处理方法为向酶解沉淀物中加入3 % NaOH溶液，加入量为2ml/g干物质，然后在85-95°C条件下处理1. 5-2. 5小时。
全文摘要
本发明涉及一种以酵母生产酵母多糖及酵母核苷酸的工艺方法，解决了现有提取酵母多糖及酵母核苷酸工艺产量低、周期长、设备投资和生产成本高的问题。以啤酒废酵母为原料经过高压均质处理后再通过酶法分别提取酵母多糖及酵母苷核酸。该工艺方法提取的酵母多糖得率及纯度高、酵母核苷酸含量高，具有提取时间短、酶用量少、设备投资和生产成本低、可大规模工业化生产的特点。
文档编号C08B37/00GK102174512SQ20111004382
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者刘昌杜, 吴灵英, 徐栋, 朱惠玲, 王兆钧, 王春维, 王锐 申请人:武汉工业学院