專利名稱：利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，具體是指用羧甲基殼聚糖對啤酒酵母泥進行脫苦，屬于羧甲基殼聚糖吸附技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，2011年我國啤酒行業(yè)總產(chǎn)量達到4898. 82萬千升，連續(xù)十年保持產(chǎn)量世界第一。在啤酒發(fā)酵過程中要加入酵母，酵母利用葡萄糖轉(zhuǎn)化乙醇時，同時產(chǎn)生大量菌體，這些菌體除一部分被繼續(xù)用于啤酒發(fā)酵之外，大部分成為啤酒酵母泥，一般都作為廢液排放，排放時占啤酒廢水污染負荷的37%，回收啤酒酵母可減少啤酒廢水污染負荷50%。廢酵母泥雜質(zhì)多，質(zhì)量差，規(guī)模較大的啤酒廠將廢酵母干燥作為飼料，規(guī)模較小的啤酒廠則作為廢水直接排入下水道，流入江河湖泊中，這既污染環(huán)境，又浪費了大量的生物資源。 啤酒廢酵母營養(yǎng)豐富，酵母細胞含水分75% -85%，干物質(zhì)占濕重的15% -25%,啤酒酵母細胞內(nèi)含有豐富的蛋白質(zhì)、核酸、維生素、碳水化合物、類脂物質(zhì)、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分(李海霞.啤酒廢酵母泥綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].吉林大學，2009.)，酵母菌體干物質(zhì)含有50%的蛋白質(zhì)，含有18種氨基酸等，還有人體必需的8種必需氨基酸；廢酵母富含核酸，其中核糖核酸(RNA)的質(zhì)量分數(shù)為2. 7% -10. O%，脫氧核糖核酸(DNA)的質(zhì)量分數(shù)為O. 03% -O. 516%，含有較高的RNA/DNA比值。啤酒酵母還富含維生素、有機酸、糖和14種礦物質(zhì)磷、鐵、鈣、鈉等。因此，對于營養(yǎng)成分含量豐富的啤酒廢酵母的綜合應用，即成為當前研究的重要內(nèi)容。但是，由于啤酒釀造后的酵母菌體細胞具有濃烈的苦味，無法直接食用，故去除苦味是必須首先要解決的問題。啤酒酵母泥之所以存在濃烈的苦味，主要是在釀造過程中，啤酒花的樹脂及丹寧等成分粘附于酵母菌體細胞壁造成的。這些成分中主要是α -酸、β -酸和異α_酸及一些多酚物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)中富含氫離子。故用堿性物質(zhì)可以達到脫苦的目的。啤酒酵母泥中存在的主要苦味物質(zhì)為異α -酸。異α -酸具有強烈的苦味，它在水中的溶解度較α-酸高(王仁雷.基于功能性調(diào)味劑開發(fā)的啤酒廢酵母自溶工藝條件的研究[J].中國調(diào)味品，2010，8(35) :40-42.)。過去，人們大多利用氫氧化鈉、碳酸氫鈉等堿性物質(zhì)去除異α -酸，但這些物質(zhì)去除效果不佳，而且用量大，影響經(jīng)濟效益。CMCS是殼聚糖羧甲基化反應的一種重要的水溶性衍生物，既含有活性氨基又含有羧基的生物可降解陽性多糖，故對酸性物質(zhì)具有良好的吸附作用。此外，由于它是殼聚糖經(jīng)化學改性得到的水溶性衍生物，溶解性大大提高，更有利于與許多苦味物質(zhì)發(fā)生反應，從而對酵母泥的脫苦具有良好的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種反應條件溫和，反應所需試劑和反應過程中產(chǎn)生的物質(zhì)無毒的利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法。為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案
利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，包括如下步驟(I)啤酒酵母泥的預處理將pH值為3. 5-4. O的啤酒酵母泥用NaHCO3溶液調(diào)pH到6. 5-7. 5 ;然后采用60-100目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，4000_6000r/min轉(zhuǎn)速離心處理5-20min，棄上清液，得啤酒酵母泥；(2)脫苦將羧甲基殼聚糖加入步驟(I)預處理后的啤酒酵母泥中，羧甲基殼聚糖的加入量為啤酒酵母泥質(zhì)量的O. 5 3%，控制pH值為5 9，反應15 95min。為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述羧甲基殼聚糖的取代度> 80%，脫乙酰度彡 85%。羧甲基殼聚糖的加入量優(yōu)選為啤酒酵母泥質(zhì)量的I 2%。羧甲基殼聚糖的加入量進一步為啤酒酵母泥質(zhì)量的2% ;反應的時間優(yōu)選為 58min。步驟(2)優(yōu)選控制pH值為7. 5。啤酒酵母泥中啤酒酵母細胞形態(tài)為橢圓至圓形，長8-10um,寬為5_10um。本發(fā)明一方面是利用羧甲基殼聚糖(CMCS)中的-NH2和-COOH分別與異α -酸中的氫和-OH發(fā)生反應，降低異α -酸的濃度；另一方面利用羧甲基殼聚糖(CMCS)吸附啤酒酵母泥中存在的其他苦味物質(zhì)如丹寧、樹脂等。且羧甲基殼聚糖為吸附劑，加入到啤酒酵母泥中，在不影響酵母原有品質(zhì)的條件下，減少酵母泥中的苦味，擴大了酵母泥的應用領(lǐng)域，提高了酵母泥的應用價值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)本發(fā)明方法簡便，反應條件溫和，反應所需試劑和反應過程中產(chǎn)生的物質(zhì)無毒，對環(huán)境無污染。(2)本發(fā)明所用的羧甲基殼聚糖是殼聚糖經(jīng)化學改性得到的水溶性衍生物，溶解性大大提高，更有利于與許多苦味物質(zhì)發(fā)生反應，從而對酵母泥的脫苦具有良好的效果。(3)本發(fā)明所用的羧甲基殼聚糖易得，用量少，脫苦效果明顯。
具體實施例方式為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。下面實施例中，有關(guān)苦味值的測試方法如下在250mL碘量瓶中，準確稱取酵母泥5g，準確加入IOmL蒸餾水懸浮，然后加入
O.5mL濃度為6mol/L的鹽酸，20mL異辛烷和直徑為2_4_玻璃珠2 3個(利于振蕩)，蓋緊塞子、用電動振蕩機振蕩15min，使異辛烷提取液呈乳狀。靜止30min，將上層清夜移入離心管中，以3000r/min速度離心IOmin,取上層清夜，于IOmm石英比色皿中，在波長275nm下，以異辛烷為空白，測定其吸光值，苦味值以每克樣品中苦味值單位BU表示，根據(jù)下面公式計算苦味值。計算公式Y(jié)=A275 X 50/G式中Y-苦味值(BU/g)A275-在波長275nm處測得樣品吸光值
G-樣品重量(g)實施例I利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，包括如下步驟(I)啤酒酵母泥的預處理啤酒酵母細胞形態(tài)為橢圓至圓形，長8-10um，寬為5-10um。啤酒酵母泥pH值大約為3. 5-4. O,用O. 5mol/L的NaHCO3調(diào)pH到7。采用60目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，5000r/min轉(zhuǎn)速離心處理lOmin，棄上清液，得啤酒酵母泥；(2)脫苦稱取步驟(I)預處理后的啤酒酵母泥15g于250mL的燒杯中，量取50mL蒸餾水于燒杯中，其pH值為6. 5。用O. 5mol/L的NaHCO3，將pH值調(diào)節(jié)為8 ;在所述燒杯中加入O. Ig羧甲基殼聚糖，在室溫下反應25min，測定酵母泥的苦味值。做三次平行，取平均值。測得啤酒酵母泥的苦味值為3.80BU/g。所用羧甲基殼聚糖的取代度，脫乙酰度分別是80 %和85 %，購買自浙江澳興生物科技有限公司。 作為對比例，重復以上步驟(I)和(2)，不同的只是在步驟(2)中不加入羧甲基殼聚糖，測得啤酒酵母泥的苦味值為10. 87BU/g。加入了羧甲基殼聚糖后，苦味值降低。說明了羧甲基殼聚糖吸附啤酒酵母泥中的苦味物質(zhì)，減少了苦味物質(zhì)的含量，使得啤酒酵母泥的苦味降低。擴大了酵母泥的應用領(lǐng)域，制備出較高品質(zhì)的酵母蛋白粉，提高了酵母泥的應用價值。實施例2利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，包括如下步驟(I)啤酒酵母泥的預處理啤酒酵母細胞形態(tài)為橢圓至圓形，長8-10um,寬為5-10um。啤酒酵母泥pH值大約為3. 5-4. O，用O. 5mol/L的NaHCO3調(diào)pH到7. 5。采用60目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，4000r/min轉(zhuǎn)速離心處理20min，棄上清液，得啤酒酵母泥；(2)稱取酵母泥15g于250mL的燒杯中，量取50mL蒸懼水于燒杯中，用O. 5mol/L的NaHCO3溶液將pH值調(diào)節(jié)為8，向燒杯中加入O. lgCMCS，在室溫下反應55min，測定酵母泥的苦味值。做三次平行，取平均值。測得啤酒酵母泥的苦味值為3. 61BU/g。實施例3(I)啤酒酵母泥的預處理啤酒酵母細胞形態(tài)為橢圓至圓形，長8-10um,寬為5-10um。啤酒酵母泥pH值大約為3. 5-4. O,用O. 5mol/L的NaHCO3調(diào)pH到6. 5。采用100目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，5000r/min轉(zhuǎn)速離心處理lOmin，棄上清液，得啤酒酵母泥；(2)稱取酵母泥15g于250mL的燒杯中，量取50mL蒸懼水于燒杯中，用O. 5mol/L的NaHCO3將pH值調(diào)節(jié)為8，加入O. 25g的CMCS，在室溫下反應55min，測定其苦味值。做三次平行，取平均值。測得啤酒酵母泥的苦味值為3. 15BU/g。實施例4(I)啤酒酵母泥的預處理啤酒酵母細胞形態(tài)為橢圓至圓形，長8-10um,寬為5-10um。啤酒酵母泥pH值大約為3. 5-4. O，用O. 5mol/L的NaHCO3調(diào)pH到7。采用100目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，6000r/min轉(zhuǎn)速離心處理lOmin，棄上清液，得啤酒酵母泥；
(2)稱取酵母泥15g于250mL的燒杯中，量取50mL蒸懼水于燒杯中，用O. 5mol/L的NaHCO3將pH值調(diào)節(jié)為7. 5，加入O. 3g的CMCS，在室溫下反應58min，測定其苦味值。做三次平行，取平均值。測得啤酒酵母泥的苦味值為 2.89BU/g。
權(quán)利要求
1.利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，其特征在于包括如下步驟 (1)啤酒酵母泥的預處理將pH值為3.5-4. O的啤酒酵母泥用NaHCO3溶液調(diào)pH到6. 5-7. 5 ;然后采用60-100目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，4000_6000r/min轉(zhuǎn)速離心處理5-20min，棄上清液，得啤酒酵母泥； (2)脫苦將羧甲基殼聚糖加入步驟(I)預處理后的啤酒酵母泥中，羧甲基殼聚糖的加入量為啤酒酵母泥質(zhì)量的O. 5 3%，控制pH值為5 9，反應15 95min。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，其特征在于所述羧甲基殼聚糖的取代度> 80%，脫乙酰度> 85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，其特征在于羧甲基殼聚糖的加入量為啤酒酵母泥質(zhì)量的I 2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用羧甲基殼聚糖制備脫苦啤酒酵母泥的方法，其特征在于羧甲基殼聚糖的加入量為啤酒酵母泥質(zhì)量的2% ;反應的時間為58min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用羧甲基殼聚糖制備脫苦啤酒酵母泥的方法，其特征在于步驟(2)控制pH值為7.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用羧甲基殼聚糖制備脫苦啤酒酵母泥的方法，其特征在于啤酒酵母泥中啤酒酵母細胞形態(tài)為橢圓至圓形，長8-10um，寬為5-10um。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用羧甲基殼聚糖脫苦制備啤酒酵母泥的方法，該方法將pH值為3.5-4.0的啤酒酵母泥用NaHCO3溶液調(diào)pH到6.5-7.5；然后采用60-100目篩網(wǎng)過濾，去除大型顆粒及表面漂浮雜物，4000-6000r/min轉(zhuǎn)速離心處理5-20min，棄上清液，得啤酒酵母泥；將羧甲基殼聚糖加入預處理后的啤酒酵母泥中，羧甲基殼聚糖的加入量為啤酒酵母泥質(zhì)量的0.5～3％，控制pH值為5～9，反應15～95min。本發(fā)明對酵母泥的脫苦具有良好的效果，反應條件溫和，反應所需試劑和反應過程中產(chǎn)生的物質(zhì)無毒，對環(huán)境無污染，酵母泥通過脫苦，增加其綜合利用途徑，提高酵母泥的利益價值。
文檔編號C12F3/00GK102925308SQ201210429618
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者余以剛, 葉盛權(quán), 姜秋煥 申請人:華南理工大學