生物工艺学论文

题目：活性干酵母的应用与制作工艺学 院：生命科学学院学科门类：理学专 业：2010级生物技术作 者：孙智超 2013年 5 月14日6活性干酵母的应用与制作工艺孙智超（河北大学 生命科学学院，河北 保定 071002）摘要：活性干酵母是由特殊培养的鲜酵母经压榨干燥脱水后仍保持强的发酵能力的干酵母制品，并广泛应用于酿酒、食品、医药、饲料、化妆品等多个领1。本文主要介绍了活性干酵母的应用现状和制作工艺。关键词：活性干酵母；酵母抽提物；干燥技术；发酵Application status and Workmanship of Active Dry YeastSun Zhichao(Hebei University Academy of Life and Science,Baoding of Hebei province 071002)Abstract:Active dry yeast is the dried yeast products , which is made by fresh yeast through pressing and drying and still remain the ability of fermentation , and is widely used in wine making , foodstuff , medicine , forage , cosmetics and so on . This passage mainly introduces application status and workmanship of active dry yeast.Key words:active dry yeast; yeast extract;drying techniques;fermentation1.国内活性干酵母生产现状 酵母属于真菌类，是一种可食用的、营养丰富的单细胞微生物。营养学家将它叫做“取之不尽的营养源”酵母中含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂类、维生素、微量元素及酶类等营养物质。这些营养物质具有抗衰老、抗肿瘤、预防动脉粥样硬化及提高人体免疫力的作用。发酵后的酵母还是一种很强的抗氧化物，具有保护肝脏和解毒的作用2。早在公元前3000 多年前，人类就开始利用酵母来制作发酵产品。但作为一种工业，从最初的啤酒酵母泥开始在市场上销售算起，酵母工业的发展历史仅200 多年3。中国酵母生产始于1922 年，1949 年以前只有上海大华利酵母厂，产品为压榨酵母4 (含水量70%左右)。国内活性干酵母的研究和生产始于上世纪70 年代，1974 年，上海酵母厂首先试制出面包活性干酵母。国内酵母的生产作为一种产业的出现则是在20 世纪80 年代，随着80 年代中期湖北安琪酵母股份有限公司(原名中国生物开发中心宜昌食用酵母基地)、广东丹宝利酵母厂和广东梅山马利酵母有限公司的相继投产，标志着中国的活性干酵母工业化生产达到了国际水平5。2.活性干酵母的应用 酵母菌作为一种营养丰富的单细胞微生物，加上其高效的发酵功能决定了其主要的应用方向。2.1作为发酵剂发酵是酵母菌最主要的功用。人类很早就开始将酵母菌应用于食品生产中，例如酒精饮料、酱油、食醋、馒头和面包的发酵等等。在面包和馒头的生产中，酵母发酵产生大量二氧化碳，使面团膨胀，形成松软的组织。在食品工业上常见的酵母菌有啤酒酵母，用于生产啤酒、白酒和酒精，以及制作面包；葡萄酒酵母，也称酿酒酵母，用于酿造葡萄酒和果酒，也用于啤酒和白酒的酿造。 如果酒的酿造。以高橙为原料, 采用常温( 31.032.5) 全果发酵技术, 对自主开发的活性干酵母的发酵特性进行了初步研究。结果表明, 本试验采用的活性干酵母对剥皮后的高橙发酵液均具较好的适应性, 其起发酵速度快, 发酵平稳, 酿制出的果酒质量好6。酵母菌在酱油及酱类生产中能产生特殊的香味，是酱香的重要来源；在酱油生产中添加酱油活性干酵母，能使酱油中的乙醇和总酯的含量等指标明显提高，酱油品质显著改善；酱油活性干酵母作为一种活性干菌体使用、存储也非常方便7。活性干酵母在酒精生产的应用，使酒母的质量得到了保证，并且提高了出酒率，节约了成本8。2.2作为营养食品酵母菌本身具有很高的营养价值。菌体含水量约为75%-85%，干物质含量是15%-25%。酵母菌含有丰富的蛋白质，占干重的45%-60%，其中含有人体必需的氨基酸，特别是谷物蛋白中含量较少的赖氨酸。并且其氨基酸的比例接近联合国粮农组织（FAO）推荐的较理想的氨基酸组成值。从酵母菌中提取的蛋白质色泽乳白，无异味，纯度高。目前酵母菌提取蛋白主要添加到面包、饼干中作为营养强化剂，也添加到香肠、火腿等食品中，增强产品的口味。此外，酵母菌中水溶性维生素和麦角甾醇（维生素D 的前体）含量非常丰富。更重要的是，酵母菌很容易富集硒元素，所以经过特殊工艺添加到食品之后可以补充人体内的硒元素9。2.3生产调味料酵母菌可以被用来生产调味料。主要应用酵母抽提物( Yeast Ext ract) ,又叫酵母味素、酵母精、酵母浸膏,是以蛋白质含量丰富的食用酵母为原料,利用现代生物技术将酵母菌体内的蛋白质核酸类物质进行降解,再经过一些精制工序得到的粉状或液体状的产品,具有强烈的呈味性能,是一种天然的高级调味品,是继味精(MSG) 、水解蛋白( HVP、HAP) 和呈味核苷酸( I + G) 之后的第四代调味料10。并且富含十多种氨基酸、肽、呈味核苷酸、维生素及微量元素等。营养丰富、滋味鲜美、肉香味浓郁、后味悠长，集调味与营养两大功能于一体，可与动物肉类提取物相媲美，是味精、植物水解蛋白等调味料所无法比拟的，可以广泛地应用于食品加工中，起到改善产品风味、提高产品品质及营养价值等功能。2.4其他应用活性干酵母的其他应用主要表现在禽畜饲料方面。活性干酵母的添加对家畜家禽的生产有很大的积极作用。活性干酵母（ADY）是一种益生菌类微生态制剂，是饲料行业中最常见的实用型酵母产品，动物不会产生耐受性，其通过改善肠胃微生物区系来稳定胃肠道环境，调控胃肠发酵，提高pH 稳定性，为厌氧性有益菌群的增殖提供有益环境，提高胃肠对饲料营养物质的分解、消化、吸收和利用，提高畜禽生产性能11。活性干酵母在养猪生产中使用，可以有以下功效：增强动物食欲，提高采食量；促进动物生长，降低饲料系数；促进后肠发酵，减少动物便秘；降低粪便中病原菌数量，改善养殖环境；减少猪的发病率，提高动物抗应激能力，预防幼猪腹泻12。3活性干酵母的制备工艺3.1菌种的获得通过采集或购买，并在麦芽汁培养基中进行纯培养和活化。麦芽汁培养基制备方法，用波美78度的麦芽汁1000毫升，葡萄糖1克，琼脂2克混合，煮溶分装入试管。灭菌30分钟备用。3.2发酵原料发酵生产活性干酵母的主要原料是糖蜜（糖厂的一种废液）或淀粉（玉米、土豆、红薯、木薯）制成的糖液，再加上硫铵、尿素、磷铵等化工原材料。（以面包酵母为例）糖蜜处理：糖蜜先经过80 加热(时间2小时）分离除渣，然后经125-135 高温瞬时灭菌（时间：9秒），泵入发酵罐。3.3条件空气：酵母发酵是有氧发酵，需要大量空气进入发酵液，空气首先经过甲醛消毒，然后经过粗效、精效过滤器过滤除杂菌。辅助材料的配制：辅助原材料用90以上热水溶配，并在贮罐60以上保温，然后泵入发酵、干燥使用，流加原料，每周检测各配制原料的杂菌数。3.4商品酵母的获得纯培养罐培养：将糖蜜加入PC罐里，经过12130分钟灭菌后，降温至30，接入卡氏瓶菌种，经过通风纯培养，发酵液达到乙醇和湿重指标后，转入种子培养罐培养。 种子罐发酵：发酵罐加入工艺水、转入纯培养菌种、流加入N、P营培盐，通风扩大培养，按发酵工艺规程规定的时间和指标发酵。酵母分离：种子发酵液培养结束后，通过分离机把酵母和水等分开，成干物质20%左右的酵母乳，进入酵母乳贮罐。商品培养：在商品发酵加入工艺底水，接入种子酵母乳、流加N、P、硫酸镁、硫酸锌等营养盐，通风发酵。3.5分离与造粒商品酵母分离：通过分离机把酵母和水等分开，成干物质20%左右的酵母乳，进入酵母乳贮罐。酵母乳贮存:分离后酵母乳进入贮罐,然后泵入真空转鼓过滤过滤：商品酵母乳加入盐水,泵入真空转鼓过滤器,通过真空转鼓抽滤，把酵母乳抽滤成含水量为36%左右的酵母泥。流加乳化剂与酵母泥混合后造粒.造粒：通过造粒机把酵母泥挤压成很细酵母面条以增大表面积，便于热交换。造粒后酵母进入干燥床.3.6干燥干燥：酵母粒通过在沸腾干燥床中和干燥的热空气进行交换，迅速脱水干燥成干酵母。震荡筛：干燥后酵母,通过20目震荡筛除去干燥过程中结团的酵母。过筛后的酵母送入干酵母贮罐.干酵母均质:将干酵母贮罐里的酵母分批放入均质器里,开搅拌器均质,送入包装机.4.活性干酵母的干燥工艺4.1气流干燥气流干燥包括静态气流干燥和动态气流干燥两种。静态气流干燥是压榨酵母首先被挤压成直径1.5-4.5mm面条状,再用刀片切成 1-3cm的长度送入干燥室，在干燥室内酵母基本上处于静止状态被加热的空气吹过静止状态的酵母颗粒层逐渐带走水分使酵母得以干燥动态气流干燥是使酵母颗粒悬浮于热空气中颗粒处于运动状态遇热空气的接触比较充分传热传质效果大大提高，干燥室温度有所下降，干燥时间有所缩短因而产品活性大大提高。一般情况下，经干燥后，酵母细胞的失活率可控制在百分之10以内,因此成为目前酵母干燥的主要方法。4.2喷雾干燥喷雾干燥是将酵母乳经过雾化装置喷成雾状，在干燥室内与高温空气直接接触进行传热传质，因为酵母颗粒小与热空气的接触面加大，因此干燥时间大大缩短干燥时间为几分钟或数十秒。4.3真空冷冻干燥真空冷冻干燥是把含水量大的物质预先冷冻，然后在真空条件下使物质中的冰晶升华，待冰晶升华后再除去物质中的部分吸附水最终得到含水量很低的干制品。4.4保护剂的优化为防止酵母菌干燥过程中关键蛋白质的变性，代谢过程中重要的酶失活和脂质体失效等危害 常加入一定量的保护剂。“水替代”假说理论认为，一些糖和多羟基化合物的保护特性是由于糖结合大分子代替水化作用的水分子形成了一层保护膜13。也有研究表明海藻糖等在Tg转变后,形成无定形的连续相,能与生物大分子形成一种类似水晶状的玻璃体结构,使结构中的分子运动和变性反应非常微弱,从而在干燥及冷冻时起到有效的保护作用14。目前用作酿酒活性干酵母干燥工艺中的保护剂主要有海藻糖(5%-10%)15、甘油溶液、木糖醇溶液、麦芽糖醇溶液(300g/L) 16、麦芽糖(5%)麦芽糖糊精(1.8kDa,40%(w/v) 17 和向日葵油和大豆油（0.1%-0.4%）、磷脂（0.1%-0.5%）、BHT/BHA(0.005%-0.5%)(均为占细胞干物质重)等18 .有研究发现19,大分子能将菌体包埋掩蔽而减少细胞内物质的破坏，但会降低活性，甘油、甘露醇等渗透性保护剂和蔗糖、葡萄糖等非渗透性保护剂之间的联合作用，也会影响保护剂的保护效果，这一现象还有待进一步研究。5.发展与展望酵母行业是公认的朝阳产业，有着十分广阔的发展前景，中国的酵母消费量比世界平均水平还有较大的差距，因此隐藏着巨大的商机。加强对酵母菌种的研究，分离、筛选，选育、开发优良的菌种，优化产品结构，增加中高端酵母产品的比例，满足市场的需要。酵母的深加工可以制得酵母抽提物、谷胱甘肽、海藻糖、葡聚糖、甘露聚糖、核酸、核苷酸、麦角固醇等高附加值的产品。酵母抽提物是酵母行业的另一个重要产品，是国际流行且具营养性的新型增鲜剂，在中国的方便面行业、调味品、肉制品、水产制品、培养基行业的应用越来越广泛4。随着中国经济的发展人民生活水平的提高，以及生活节奏的加快，人们对食品的需求，不仅仅是要求吃饱的问题，更多是转向质的提高，食品的营养、快捷、安全成为发展趋势，食品工业的发展和餐饮业的兴旺，都将会为活性干酵母行业提供更加广阔的空间。参考文献：1陈亮. 安琪酵母：小产品“发酵”全世界.粮油市场报,2010 , T48 版:1-32窦大维.用酵母发酵制成的面食更有营养.求医问药,2009,11:38-393刘钟栋, 李学红. 新版糕点配方. 中国轻工业出版社, 2002: 6-74张务达. 我国面粉工业的现状与21 世纪展望. 面粉通讯, 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