№.6 陕西科技大学学报 Dec.2007 Vol.25 J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY ?41?3 文章编号:100025811(2007)0620041204
啤酒废酵母中乙醇脱氢酶提取工艺的研究
毛跟年,张晓霞,张云丽,遆艳萍
(陕西科技大学生命科学与工程学院,陕西西安 710021)
摘 要:以废弃的啤酒酵母为原料,采用超声辅助的方法对其中的AD H进行了提取.实验考
察了料液比、啤酒酵母用量、p H、超声波功率、超声全程时间和提取液浓度对AD H提取效果
的影响,进一步通过L9(33)正交试验对AD H的提取工艺进行了优化,得到了啤酒废酵母中
AD H提取的最优方案为p H值8.5、超声功率320W、超声时间10min,在此条件下所得的
AD H活力可达1806U/mL.
关键词:啤酒废酵母;乙醇脱氢酶;提取
中图分类号:Q554+.9 文献标识码:A
0 引言
乙醇脱氢酶(AD H)属氧化还原酶第一亚类,作用于-CHO H基团,是以NAD+、NADP+或PQQ为辅酶,催化伯醇和醛之间可逆反应的一种含锌金属酶,为胞内酶[124],已广泛应用于化工、医药、食品等工业领域.目前商品AD H多来源于动物肝脏,提取纯化工艺比较成熟,但其资源有限且价格昂贵,远远不能满足市场的需要,而啤酒厂废弃的啤酒酵母中含有大量的AD H.本文主要研究了从啤酒废酵母中提取AD H的工艺,为拓宽AD H的来源、降低AD H的生产成本提供了新的途径.
1 材料与方法
1.1 材料与设备
(1)啤酒废酵母:由西安汉斯啤酒厂提供.
(2)药品试剂:辅酶Ⅰ(NAD+)(Sigma公司生产),磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、乙醇等均为分析纯试剂.
(3)仪器设备:H H22超声波细胞粉碎机(国华电器有限公司)、T G L216G台式离心机(宁波新芝生物科技股份有限公司)、UV29100紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司)等.
1.2 实验方法
1.2.1 AD H活性测定
AD H活性测定采用Vallec2Hoch法[5].将0.1mL AD H酶液与3mL p H为8.5的磷酸盐缓冲液混合,于37℃水浴预热5min,然后加入0.4mL的2M乙醇和0.1mL的4.5mM NAD+溶液,37℃水浴反应5min,立即置于沸水中灭活,于340nm波长处检测吸光度值.空白对照用蒸馏水代替加NAD+,其余均相同.
AD H酶活力(U/mL)定义:将AD H在37℃每分钟氧化乙醇脱氢生成乙醛,即还原NAD+为NAD H,在340nm处测定的吸光度变化0.001作为一个活力单位(U).
1.2.2 AD H的提取方法
3收稿日期:2007-09-17
作者简介:毛跟年(1962-),男,陕西省泾阳县人,教授,研究方向:生物制药
陕西科技大学学报第25卷
啤酒废酵母经反复冻融后离心浓缩,与一定体积的磷酸盐缓冲液混合,再在低于4℃的条件下采用超声波辅助的方法进行细胞破碎,每超声1s 间歇3s ,10000r/min 离心15min ,上清液在340nm 波长处测定吸光度值,计算AD H 活力.1.2.3 AD H 提取工艺的单因素实验
在AD H 提取实验中,固定其他条件,以提取液中AD H 活力为指标,分别对料液比、样品处理量、提取液p H 、超声波功率、超声全程时间和提取液浓度进行考察,以确定各影响因素的适宜水平.1.2.4 AD H 提取工艺的正交试验
在单因素实验的基础上,选择对AD H 提取效果影响较大的因素,以提取液中AD H 活力为指标,按照正交试验原理进行正交设计,每个水平设3个重复,对正交试验结果进行直观分析和极差分析,以确定啤酒废酵母中AD H 提取的最优方案.2 结果与讨论
2.1 不同因素对啤酒废酵母中AD H 提取效果的影响2.1.1 料液比的确定
表1 样品处理量对AD H 提取效果的影响
啤酒废酵母/g
磷酸盐缓冲液/mL AD H 活力/(U/mL )
1020
2040
350466
在细胞超声破碎工艺中,提取液用量一般为样品处理量的3～5倍.但本实验通过对不同料液比下所得的AD H 活力进行比较,最终确定以啤酒废酵
母量(w )∶提取液(v )为1∶2较为适宜.主要是由于实验所用材料为啤酒厂废弃的啤酒酵母,成分比
较复杂,酵母菌体数量相对较少.选用较高的料液比例有利于提高单位提取液中AD H 的含量.2.1.2 样品处理量对AD H 提取效果的影响
分别取10g 和20g 啤酒废酵母,按照1∶2的比例用p H 为8.5的0.01mol/L 磷酸盐缓冲液对AD H 进行超声辅助提取,超声波功率250W ,超声全程时间10min.提取液中ADH 活力的测定结果见表1.
由表1可以看出,采用10g 和20g 啤酒废酵母在相同条件下进行超声辅助提取时,AD H 活力分别为350U/mL 和466U/mL ,后者不仅提取出的AD H 活性高,而且一次可以获得较多的粗酶液,故后续实验
中均采用20g 的样品处理量
.
图1 p H 对AD H 提取效果的影响 图2 超声波功率对AD H 提取效果的影响
2.1.3 p H 值对AD H 提取效果的影响
取20g 啤酒废酵母,用不同p H 的磷酸盐缓冲液对AD H 进行提取,其他条件同2.1.2.提取液中AD H 活性测定结果如图1所示.由实验结果可知,啤酒废酵母中AD H 提取的适宜缓冲液p H 范围为8.5
～9.5,在此范围内AD H 活性最高,升高或降低缓冲液的p H 值均可导致AD H 活力降低.2.1.4 超声波功率对AD H 提取效果的影响
将20g 啤酒废酵母用p H 为8.5的磷酸盐缓冲液在不同功率的超声波下进行提取,其他条件同2.1.2.提取液中AD H 活性测定结果如图2所示.由实验结果可知,适宜于啤酒废酵母中AD H 提取的超声功
率在320W 左右.超声波功率不同,AD H 的提取结果差异较大.AD H 为胞内酶,较低的超声波功率无法
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第6期毛跟年等:啤酒废酵母中乙醇脱氢酶提取工艺的研究
实现啤酒酵母细胞的充分破碎,AD H 不能完全释放出来.但若超声波功率太大,则产生的高温会对AD H 的活性造成影响,故在后续的AD H 提取工艺中超声波功率选定为
320W.
图3 超声全程时间对AD H 提取效果的影响 图4 提取液浓度对AD H 提取效果的影响2.1.5 超声全程时间对AD H 提取效果的影响
将20g 啤酒废酵母采用功率为320W 的超声波按不同处理时间进行提取,其他条件同2.1.2.提取液中AD H 活力的测定结果如图3所示.由实验结果可知,超声处理全程时间不同时AD H 的提取结果也有所不同,处理时间过短不利于酵母细胞完全破碎,处理时间过长则会产热升温而使AD H 活性降低,比较适宜的超声全程时间在10min 左右.故在后续的AD H 提取工艺中,采用功率为320W 的超声波在全程时间10min 下进行实验.
2.1.6 提取液浓度对AD H 提取效果的影响
选用不同浓度的缓冲液,在功率为320W 的超声波下全程处理10min 对20g 啤酒废酵母进行提取,其他条件同2.1.2,AD H 活性测定结果如图4所示.由实验结果可知,在所选的提取液浓度范围内,AD H 的提取效果随着提取液浓度的增加而升高,但最终确定提取液浓度以0.08mol/L 较为适宜.考虑到温度较高时AD H 活力下降较快,故整个提取过程是在冰浴状态下进行的,以维持提取液温度在4℃以下.由于0.08mol/L 磷酸盐缓冲液在4℃以下时已接近饱和,因此继续提高提取液浓度对提取AD H 意义不大.表2 L 9(33)正交试验结果
序号A (p H 值)
B (超声波
功率)/W C (超声全
程时间)/min
AD H 活力/(U/mL )18.5(1)280(1)10(1)
161228.5(1)320(2)15(2)163838.5(1)360(3)20(3)177849.0(2)280(1)15(2)151859.0(2)320(2)20(3)165469.0(2)360(3)10(1)162279.5(3)280(1)20(3)17489.5(3)320(2)10(1)11889
9.5(3)360(3)15(2)474Ⅰ502832844422Ⅱ483445203630T =Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ
Ⅲ
181638743626R
3212
1236
796
2.2 啤酒废酵母中AD H 提取工艺条件的优化
根据单因素实验结果,以提取液p H 、超声波功率和超声全程时间为影响因素,提取液中AD H 活力为考察指标,设计了L 9(33)正交试验,实验结果见表2.2.2.1 极差分析
由正交试验表极差分析所得的极差值R 的大小可以看出,3个因素对AD H 提取效果的影响大小依次为A >B >C ,即提取液p H >超声波功率>超声全程时间.比较正交表中各列的位级值大小可以得出AD H 提取的最优方案为
A 1
B 2
C 1,即提取液p H 为8.5、超声波功率为320
W 、超声全程时间为10min.但此方案并未出现
在上述正交表中,故需对其进行验证性实验.2.2.2 方案验证
取20g 啤酒废酵母,加入p H 为8.5的0.08
mol/L 磷酸盐缓冲液40mL ,超声波功率为320W ,每超声1s 间歇3s ,超声全程时间10min ,操作温度控
制在4℃以下.经3次重复实验,测得提取液中AD H 活力平均值为1806U/mL ,高于正交表中的最高值1778U/mL ,可见极差分析得到的提取方案可以作为啤酒废酵母中AD H 提取的最优方案.
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陕西科技大学学报第25卷
3 结论
(1)运用超声辅助的方法对啤酒废酵母中的AD H 进行提取,得到的最优工艺条件为:20g 啤酒废酵
母中加入p H 为8.5的0.08mol/L 磷酸盐缓冲液40mL ,采用的超声波功率为320W ,每超声1s 间歇3s ,超声全程时间为10min ,操作温度控制在4℃以下.在此条件下,获得的提取液中AD H 活性最高,可以
达到1806U/mL.
(2)研究表明,AD H 在温度较高时活力容易损失,故AD H 提取过程宜在低温下进行.将细胞冻融破碎法与超声辅助提取工艺相结合用于啤酒废酵母中AD H 的提取,既可减少高温对AD H 活性的影响,又能促进啤酒酵母细胞破碎,提高AD H 的提取效果.
(3)目前,国内外市场中的AD H 多来源于动物肝脏,资源有限,价格昂贵.由于本研究从废弃的啤酒酵母中提取AD H ,既可省略复杂的微生物发酵过程,大大减少人力、物力和财力投入,降低生产成本,又能充分利用工业废弃物,减少工业废弃物所造成的环境污染,因此是拓宽AD H 来源的一条好途径.
参考文献
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EXTRACTION TECHNOLOG Y RESEARCH OF ALCOH OL
DEH YD ROGENASE FROM ABAN DONED BEER YEAST
MAO Gen 2nian ,ZHAN G Xiao 2xia ,ZHAN G Yun 2li ,TI Yan 2ping
(School of Life Science and Engineering ,Shaanxi University of Science &Technology ,Xi ′an 710021,China )
Abstract :Based on t he abandoned beer yeast as raw materials ,we used ult rasound 2assisted met hod for t he ext raction of AD H.We inspected t he effect s of t he ratio of material and liq 2uid ,t he do sage of beer yeast ,p H ,ult rasonic power ,ult rasonic time and liquid concent ration to t he ext raction of AD H.Furt her ,we optinizated t he extraction process used ort hogonal test L 9(33),and got t he best extraction p rogram :p H 8.5,ultraso nic power 320W ,ultrasonic time 10min.Under t his conditio n ,AD H vitality of ext raction p roduct can reach 1806U/mL.K ey w ords :abandoned beer yeast ;alcohol dehydrogenase (AD H );ext raction
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标题啤酒酵母泥综合利用与研究动态班级生物101 姓名陈征远孔飞翔 学号04 16
啤酒酵母泥综合利用与研究动态 啤酒酵母泥是啤酒生产的重要副产物，其量约占啤酒产量的0.15%（干固物）。2005 年我国啤酒产量为3060万吨，据此计算，啤酒废酵母干固物的总量为4.59万吨。 酵母是一种单细胞蛋白，营养价值很高，除含有50%左右的蛋白质、6%-8%的核酸外，还含有丰富的B族维生素、维生素D2原、脂肪、多糖和矿物质等成分，此外还含有多种经济价值很高的辅酶和生理活性物质，如辅酶A、辅酶Q、辅酶I、细胞色素C、凝血质、谷胱苷肽和麦角甾醇等。 目前，包括欧、美、日在内的世界各国，由于受环境保护法严格限制，啤酒酵母泥的综合利用获得高度重视。在我国，啤酒酵母泥的研究和利用起步较晚，但发展速度较快。除有些厂将酵母泥干燥处理后用作饲料酵母外，近年来有许多科研单位和企业在啤酒酵母泥高附价值产品的研究开发方面进行了大量的工作。下面就国内外啤酒酵母泥综合利用与研究动态作一介绍。 1蛋白饲料添加剂 我国是一个饲料缺乏大国，尤其是高蛋白精饲料严重缺乏，每年花大量外汇从国外进口鱼粉和饲料酵母等。啤酒废酵母是我国蛋白饲添加剂的一个宝贵资源。啤酒酵母中人体必需的八种氨基酸含量均很高，特别是谷物蛋白中含量较少的赖氨酸含量较高。 啤酒酵母泥经加热、自溶及干燥后制得的酵母粉，可以直接作为商品出售，也可用做饲料添加剂，这是目前国内外啤酒废酵母综合利用的最主要方法。如日本的啤酒废酵母有50%用作混合饲料，12%～13%用作强化饲料。我国七五、八五期间对啤酒废酵母开发蛋白饲料作了重点攻关，目前此项技术在国内己基本成熟，工业化推广程度较广，绝大部分回收的啤酒废酵母都制成了饲料和饲料添加剂。 2调味品 啤酒酵母泥生产的调味品，通过可食用的啤酒废酵母经自溶作用，即借助菌体的内源酶如蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等，将菌体内高分子物质分解成小分子可溶性物质，其中包括游离氨基酸（20种）、核苷酸、多肽、糖分、B族维生素、麦角甾醇、有机酸、矿物质及降解后独特的芳香类物质，同时又不含胆固醇及饱和脂肪酸。其中氨基酸的含量丰富、组分平衡，必需氨基酸之间的比例与人体需要模式非常接近，特别是赖氨酸的含量较高，有利于弥补谷物食品中赖氨酸量的不足。氨基酸中的天门冬氨酸和谷氨酸具有鲜味、丝氨酸、
酵母蔗糖酶的提取工艺 摘要 蔗糖酶是一种水解酶, 广泛存在于动物、植物、微生物等各种生物体内。它可以不可逆的催化蔗糖水解为D-葡萄糖和D-果糖，为微生物的生长提供碳源和能源。 采用甲苯自溶法、冻融法、SDS抽提法3种方法从酵母中提取蔗糖酶[1]，冻融法和SDS 抽提法的提取效率远高于传统的甲苯自溶法。其中冻融法的效率最高（纯化倍数比活力与总活力），加之其操作简便，更适合于酵母蔗糖酶大规模的制备提取。 比较了乙醇分级沉淀、硫酸铵分级沉淀对于冻融法得到的粗提物的沉淀效果，结果表明：50%(w/w)乙醇分级沉淀效果较好（比活力与总活力），乙醇分级沉淀所得蔗糖酶经DEAE-Sepharose 离子交换层析纯化后，制得高纯度的酵母蔗糖酶（比活力与总活力）。纯化倍数为16.14倍，比活性为947.805U/mg，回收率为51.6%。 蔗糖酶的酶促动力学性质表明，蔗糖酶的最适PH值为4.5，最适温度为50℃，酶的特征米氏常数Km值为13.8mmol/L，最大反应速度Vmax为5.98ug/min。 关键词：酵母；蔗糖酶；提取；纯化 Study on Purification of Invertase from Yeast Abstract Sucrase is widespread in prokaryotes and eukaryotes .Sucrase catalyzes the irreversible hydrolysis of sucrose into glucose and fructose.the mainfroms of carbon and energy supplies in microorganism growth and development. This paper used three methods to extract invertase from yeast,which included in this manuscript, three different extraction method breaking cells by adding methylbenzene,frost grinding,and adding SDS for extracting invertase from yeast were investigated.Then the purified invertase was obtained by precipitatation with 50% ethyl alcohol、sequential ammonium sulpate precipitation and DEAE-Sepharose lon-exchange chromatography.The purified sucrase was characterized by SDS-PAGE.The results showed all three methods had both advantages and disadvantages.The invertase extracted by adding SDS and frost grinding had much more total activity than that of extracted by adding methylbenzene.A highest total invertase activity was found in the forst grinding,and it was a convent and economical method for commercial production of invertase from yeast. The results of our study were followed: 1、Purification of invertase from yeast The specific activity was 947.805U/mg,purification fold was 32.28.The activity recovery of sucrase was 51.6%. 2、Properties of sucrase The kinetic characters of the enzyme have been studied.The optimum PH and optimum temperature for the enzyme are PH4.5 and 50℃.Km is 21mmol/Land Vmax is 6.57ug/min. Key words : yeast;invertase;extraction;purification 第一部分文献综述
如对您有帮助，可购买打赏，谢谢 生活中啤酒酵母菌的作用都有哪些 导语：随着经济发展，啤酒酵母菌在我们日常生活中是非常常见的，使得现代人吃的好，啤酒酵母菌给我们提供了丰富的维他命B群等营养，可以增强病患 随着经济发展，啤酒酵母菌在我们日常生活中是非常常见的，使得现代人吃的好，啤酒酵母菌给我们提供了丰富的维他命B群等营养，可以增强病患的免疫系统。那么，生活中啤酒酵母菌的作用有哪些？ 什么是啤酒酵母？啤酒酵母是指用于酿造啤酒的酵母。多为酿酒酵母的不同品种。啤酒酵母是啤酒生产上常用的典型的上面发酵酵母。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，还可以从其中提取细胞色素C、核酸、谷胱甘肽、凝血质、辅酶A和三磷酸腺苷等。在维生素的微生物测定中，常用啤酒酵母测定生物素、泛酸、硫胺素、吡哆醇和肌醇等。今天佳酿网小编就来跟大家谈谈啤酒酵母的那些事。 酵母在发酵过程中自身也在不断地繁殖，到发酵终了，酵母的重量可达啤酒重量的2.5%。优良的酵母菌种可保持10—12代酵母性质及形态——生 理特征的稳定性，因此，成熟啤酒中的酵母可重复使用，作为下一批麦芽汁发酵的酵母菌种。但重复使用的酵母只占一小部分，大部分的酵母要被排放掉或作其他用途。 啤酒营养丰富，不仅含有大量的蛋白质和人体必需的8种氨基酸，还含有多种维生素，其中b族维生素含量最为丰富，此外还有14种人体所需的矿物质。而作为啤酒酿造的副产物酵母的营养及医疗价值，同样不可小视。尤其引人注目的是啤酒酵母含有丰富的抗衰老的有效成分——核酸，特别是rna(核糖核酸)含量在4.5%-8.3%以上，还有约占 生活中的小知识分享，对您有帮助可购买打赏
标题啤酒酵母泥综合利用与研究动态 班级生物101 姓名陈征远孔飞翔 学号 04 16
啤酒酵母泥综合利用与研究动态 啤酒酵母泥是啤酒生产的重要副产物，其量约占啤酒产量的%（干固物）。2005年我国啤酒产量为3060万吨，据此计算，啤酒废酵母干固物的总量为万吨。 酵母是一种单细胞蛋白，营养价值很高，除含有50%左右的蛋白质、6%-8%的核酸外，还含有丰富的B族维生素、维生素D2原、脂肪、多糖和矿物质等成分，此外还含有多种经济价值很高的辅酶和生理活性物质，如辅酶A、辅酶Q、辅酶I、细胞色素C、凝血质、谷胱苷肽和麦角甾醇等。 目前，包括欧、美、日在内的世界各国，由于受环境保护法严格限制，啤酒酵母泥的综合利用获得高度重视。在我国，啤酒酵母泥的研究和利用起步较晚，但发展速度较快。除有些厂将酵母泥干燥处理后用作饲料酵母外，近年来有许多科研单位和企业在啤酒酵母泥高附价值产品的研究开发方面进行了大量的工作。下面就国内外啤酒酵母泥综合利用与研究动态作一介绍。 1蛋白饲料添加剂 我国是一个饲料缺乏大国，尤其是高蛋白精饲料严重缺乏，每年花大量外汇从国外进口鱼粉和饲料酵母等。啤酒废酵母是我国蛋白饲添加剂的一个宝贵资源。啤酒酵母中人体必需的八种氨基酸含量均很高，特别是谷物蛋白中含量较少的赖氨酸含量较高。 啤酒酵母泥经加热、自溶及干燥后制得的酵母粉，可以直接作为商品
出售，也可用做饲料添加剂，这是目前国内外啤酒废酵母综合利用的最主要方法。如日本的啤酒废酵母有50%用作混合饲料，12%～13%用作强化饲料。我国七五、八五期间对啤酒废酵母开发蛋白饲料作了重点攻关，目前此项技术在国内己基本成熟，工业化推广程度较广，绝大部分回收的啤酒废酵母都制成了饲料和饲料添加剂。 2调味品 啤酒酵母泥生产的调味品，通过可食用的啤酒废酵母经自溶作用，即借助菌体的内源酶如蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等，将菌体内高分子物质分解成小分子可溶性物质，其中包括游离氨基酸（20种）、核苷酸、多肽、糖分、B族维生素、麦角甾醇、有机酸、矿物质及降解后独特的芳香类物质，同时又不含胆固醇及饱和脂肪酸。其中氨基酸的含量丰富、组分平衡，必需氨基酸之间的比例与人体需要模式非常接近，特别是赖氨酸的含量较高，有利于弥补谷物食品中赖氨酸量的不足。氨基酸中的天门冬氨酸和谷氨酸具有鲜味、丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸等具有甜味，使酵母抽提物具有增鲜、增香赋予食品醇厚味的功能，并能掩盖食品中的异味和异臭，从而将独特的营养性与呈味性融为一体，成为一种天然、营养型调味料，在食品行业中将具有广泛的应用前景。 酵母抽提物 酵母抽提物，又称为酵母精、酵母味素，是通过自溶、加酶水解等方法将酵母细胞内的蛋白质降解成氨基酸、核酸降解成核苷酸，并将它们和其他有效成分，如B族维生素、谷胱甘肽(GSH)、微量元素
实验3 酵母蔗糖酶的制备 一、实验目的 1、学习、掌握提取啤酒酵母中的蔗糖酶 2、学习用紫外分光光度法测定蛋白质含量 二、实验原理 酵母中得到，特异地催化非还原糖中的α—呋喃果糖苷键水解，具有相对专一性。不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，也能催化棉子糖水解，生成密二糖和果糖。 啤酒酵母中含有大量的蔗糖酶，通过研磨破细胞壁，使酶游离出来，用水萃取酶，然后用有机溶剂沉淀酶蛋白得到粗制品，还可用柱层折进一步纯化得到精制品。 三、实验器材 1、试剂：二氧化硅、去离子水(使用前冷至4℃左右)、冰块、食盐、1mol/L乙酸、95％乙醇。 2、材料：啤酒酵母、 3、仪器：研体、恒温水浴锅、高速冷冻离心机。 四、实验步骤 1 研磨水提取 (1)准备一个冰浴，将研钵稳妥地放入冰浴中。 (2)称取1g啤酒醉母和适量(约5mg)二氧化硅一起放入研钵中，二氧化硅要预先研细。 (3)缓慢加入预冷的30m1去离子水．每次加2m1左右，边加边研磨．至少用30分钟，至酵母细胞大部分研碎，将蔗糖酶充分转入水相。 (4) 将混合物转入离心管中，平衡后．用高速冷冻离心机离心，4℃，10000r／min，离心15min。 (5) 用滴管小心地取出水相，转入另一个清洁的离心管中，4℃，10000r／min，离心15min。 (6) 将上清液转入量筒，量出体积。用广泛pH试纸检查上清液PH，用lmol/L乙酸将pH调至5.0，称为“级分I”。（级分I总共量了28ml）留出5m1测定酶活力及蛋白含量，剩余部分转入清洁离心管中。 2 热处理和乙醇沉淀 (1)预先将恒温水浴调到50℃，将盛有级分I的离心管稳妥地放入水浴中，50℃下保温30min,在保温过程中不断轻摇离心管。 (2)取出离心管，于冰浴中迅速冷却，4℃．10000r／min，离心10min 。
浙江工业大学药学院生物化学实验论文 2013 年12 月13日
啤酒酵母蔗糖酶的提取、提纯及测定研究论文 摘要：为了了解蔗糖酶的性质，我们用啤酒酵母做了一系列的实验，它们主要是以下内容：（1），蔗糖酶的提取与初提纯：a、先将酵母自溶，再两次离心得初提液A；b、接着调PH并加热、离心得热提取液B；c、用乙醇沉淀离心得提取液C。（2），蔗糖酶的纯化—Q Sepharose 柱沉析法：先装柱，再安装盐度梯度发生器与柱的平衡，接着加样并洗脱，最后处理结果与交换剂的再生并得到提取液D。（3），蔗糖酶活力的测定：第一人做葡萄糖标曲，第二人测定各提取液反应后的值，得各提取液的酶活力与回收率。（4），蔗糖酶蛋白质含量的测定及活力OD 540 计算：遇上一个实验相反，第二人做标曲，第一个人测与各提取液相对应的OD 660值，再对比得到各提取液的总蛋白、比活力、蛋白回收率、酶活回收率与纯化倍数。(5),微量凯氏定氮法（以B为样品）：先将样品B消化得消化液，洗涤定氮仪，再将消化液蒸馏，用HCl滴定馏出液，计算蛋白质含量。（6），SDS-PAGE测定蛋白质的相对分子质量：首先制备分离胶并使之凝固，再制备浓缩胶使之在分离胶之上凝固，加处理后的样品和标准液，接着电泳，最后染色和脱色，确定样品相对分子质量。 关键词：蔗糖酶；蛋白质；提取；纯化；酶活力测定；Folin-酚试剂；微量凯式定氮；SDS-聚丙烯胺凝胶;标曲；电泳； 正文： 文献综述 蔗糖酶(Sucrase,EC 3.2.1.26)又称转化酶(Invertase)，可作用于β21,2糖苷键,将蔗糖水解为D2葡萄糖和D2果糖，广泛存在于动植物和微生物中，主要从酵母中得到。蔗糖酶的最适温度为45℃-50℃，最适ph为4.0-4.5. 实验原理、试剂与器材、操作方法、结果与分析、注意事项、认识与体会 1 蔗糖酶的提取及初步提纯 1.1实验原理 酵母中含有蔗糖酶，而蔗糖酶属于胞内酶，所以常将细胞壁破碎后进行提取。酶的生产方法有生物提取法、微生物发酵法及化学合成法，细胞破碎又有化学裂解法、低渗溶液法等，本法属于生物提取法、菌体自溶的方法。经破碎提取的蔗糖酶液再经热提取、乙醇沉淀提取，使蔗糖酶得到初步的提纯。 1.2 试剂与器材 1.2.1试剂
高中化学学习材料 专题3 有机化合物的获得与应用 综合练习2 一、选择题（本题包括8小题，每小题只有一个选项符合题意。） 1．人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30年多时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式） 以上四种信息素中互为同分异构体的是（ ） A ①和② B ①和③ C ③和④ D ②和④ 2．胆固醇是人体必需的生物活性物质，分子式为C 25H 45O ，一种胆固醇酯是液晶材料，分子式为C 32H 49O 2，生成这种胆固醇酯的酸是（ ） A.C 6H 13OOOH B.C 6H 5OOOH C.C 7H 15OOOH D.C 6H 5CH 2OOOH 3．1，2，3-三苯基环丙烷的3个苯基可以分布在环丙环平面的上下，因此有如下2个异构体。[Φ是苯基，环用键线表示，C 、H 原子都未画出] 据此，可判断1，2，3，4，5-五氯环戊烷（假定五个碳原子也处于同一平面上）的异构体数是（ ） A.4 B.5 C.6 D.7 4．下列烷烃进行一氯取代后，只生成两种沸点不同的有机产物的是（ ） （A ）（CH 3）2CHCH 2CH 2CH 3 （B ）（CH 3CH 2）2CHCH 3 （C ）（CH 3）2CHCH （CH 3）2 （D ）（CH 3）3CCH 2CH 3 5.将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，扎好袋口，浸入流动的温水中。相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制氢氧化铜（加热）和浓HNO 3（微热）作用，其现象分别是（ ） A.显蓝色、无现象、显黄色 B.显蓝色、红色沉淀、无现象
总介： 用于酿造啤酒的酵母。多为酿酒酵母（Sac-charomyces cerevisiae）的不同品种。E．C．Hansen（1883）开始分离培养酵母并将它用于酿造啤酒。丹麦Carlsberg酿造研究所的下面酵母是有名的。细胞形态与其它培养酵母相同，为近球形的椭圆体，与野生酵母不同。啤酒酵母是啤酒生产上常用的典型的上面发酵酵母。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，还可以从其中提取细胞色素C、核酸、谷胱甘肽、凝血质、辅酶A 和三磷酸腺苷等。在维生素的微生物测定中，常用啤酒酵母测定生物素、泛酸、硫胺素、吡哆醇和肌醇等。 主要分类 分类学：微生物界-真菌门-子囊菌纲-内孢霉目-内孢霉科-酵母属-啤酒酵母种啤酒酵母在麦芽汁琼脂培养基上菌落为乳白色，有光泽，平坦，边缘整齐。无性繁殖以芽殖为主。能发酵葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和蔗糖，不能发酵乳糖和蜜二糖。 DHC啤酒酵母 按细胞长与宽的比例，可将啤酒酵母分为三组。第一组的细胞多为圆形、卵圆形或卵形（细胞长/宽<2），主要用于酒精发酵、酿造饮料酒和面包生产。第二组的细胞形状以卵形和长卵形为主，也有圆或短卵形细胞(细胞长/宽≈2)。这类酵母主要用于酿造葡萄酒和果酒，也可用于啤酒、蒸馏酒和酵母生产。第三组的细胞为长圆形(细胞长/宽>2)。这类酵母比较耐高渗透压和高浓度盐，适合于用甘蔗糖蜜为原料生产酒精。活性用途发酵各类酒非活性用途：医药类原料、饲料类蛋白源、医药试剂发酵蛋白源（简称发酵氮源）、食品类营养品、第四代调味品原料（通过氨基酸呈味——可牛肉味、鸡肉味、虾味等）。 酵母的工业发展史 早在公元3000年前，人类开始利用酵母来制作发酵产品。最早在市场上销售的产品是酵母泥，这种产品的特点是发酵速度快，但运输和使用不便，产品的商业化受到了一定的限制。从销售酵母泥算起，把制造酵母作为一种工业来看，酵母工业的发展已有200余年的历史了。酵母已成为世界上研究最多的微生物之一，是当今生物技术产品研究开发的热点和现代生物技术发展、基因组研究的模式系统。目前，全球酵母生产能力总计（以干酵母计）超过100万吨，年销售收入超过25亿美元。20世纪80年代以来，中国酵母工业取得了跨越式发展，拥有了畅销全球的自主创新品牌，酵母产品的研究、生产和应用达到了
酵母蔗糖酶提取方法的研究 生命科学学院 10级生物科学类李倩 10197022 指导老师：陶芳 摘要：采用自溶法从酵母中提取蔗糖酶，通过抽提、30﹪乙醇分级、50﹪乙醇分级和透析，同时测定各步的蛋白质浓度和酶活，并据此计算比活、回收率和纯化倍数。 关键词：蔗糖酶提取自溶法 Research on the Extraction Method of Yeast Sucrose School of Life Sciences，Biological Sciences of grade 2, li Qian, 10197022 Abstract:The autolysis extract from yeast invertase,through extraction,30 ethanol fractionation and dialysis,simultaneous determination of each step of concertration of protein and enzyme avtivity,and then calculate the radio of live,recovery and purification. Key words:yeast；extraction；autolysis method 前言：蔗糖酶（Sucrase,EC 3.2.1.26)又称转化酶（Invertase),1928年Dumas等首先指出酵母菌发酵蔗糖时必须有这种酶的存在，蔗糖在蔗糖酶的作用下，水解为葡萄糖和果糖，还原力增加，又由于生成果糖，甜度增加。 按水解蔗糖的方式，蔗糖酶可分为从果糖末端切开蔗糖的β-D-呋喃果糖苷酶（β-D-frutofuranosidases,EC 3.2.1.26)和从葡萄糖末端切开蔗糖的α-D-葡萄糖苷酶（α-D-glucosidases,EC 3.2.1.20)。前者存在于酵母中，后者存在于霉菌中。工业上多从酵
啤酒废酵母的综合利用研究进展 苏海荣，王家林 <青岛科技大学生物工程与技术系发酵工程实验室，山东青岛 266042） 摘要：啤酒废酵母是啤酒工业的副产物，它含有丰富的营养成分及生理活性物质，应用前景广阔，本文主要从啤酒酵母泥的营养成分、生理活性物质及其在污水处理方面的作用等方面介绍了啤酒废酵母的应用研究进展。 关键词：啤酒废酵母；生理活性物质；污水处理 我国是啤酒生产大国，产量居世界之首，而啤酒废酵母是啤酒行业的主要副产物之一，充分合理利用酵母泥，变废为宝，不仅可获得一定的经济效益，而且还具有明显的环境效益和一定的社会效益。啤酒酵母属于真菌，含有丰富的营养成分，据测定，它含有50%左右的蛋白质，6%～8%的RNA，细胞壁中含有25%～35%的酵母多糖，维生素和矿物质含量也十分丰富[1]。同时，啤酒酵母还含有丰富的酶系和生理活性物质，如辅酶A、辅酶Q、辅酶I、细胞色素C、凝血质、谷胱甘肽等，应用前景广阔。国外对啤酒酵母泥的综合利用研究比较深入，而国内研究则相对落后，没有将其充分利用。随着科学技术的进步和生物技术的不断发展，啤酒酵母泥的利用与开发越来越受到人们的关注。 1.啤酒废酵母营养成分的应用研究 啤酒废酵母含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪、粗纤维、矿物质等营养成分，蛋白质含量高达细胞干重的50%，含有人体和动物必需的8种氨基酸，在食品工业与饲料生产行业中应用广泛。 1.1食用营养酵母 食用营养酵母是一种可食用的、营养丰富的单细胞微生物，是一种无酶活力、干燥的死酵母，既不需要提取，也不需要附加物。将废啤酒泥回收，经过清洗、脱苦、干燥工艺即可得到低水分含量的干酵母粉末[2]。目前直接食用营养酵母，以获取酵母的丰富、均衡的营养，发挥酵母的各种保健作用，正在欧美等发达国家和地区流行。随着我国居民营养知识的普及和对酵母的认识，食用酵母的营养价值逐渐被接受。食用酵母的主要营养成分包括：蛋白质及氨基酸、B族维生素、矿物质、多糖、麦角固醇、谷胱甘肽等。在日本，食用营养酵母作为减肥食品，深受消费者欢迎。 1.2酵母抽提物 酵母抽提物又称酵母精等，是以啤酒废酵母为原料，采用一定的方法，将酵母细胞内蛋白质降解成氨基酸和多肽，核酸降解成核苷酸，并把它们和其他有效成分一起从酵母细胞中抽提出来所制得的人体可直接吸收利用的可溶性营养及风味物质的浓缩物。酵母抽提物中含有丰富的氨基酸、小分子肽类、呈味核苷酸、 维生素B族、微量元素和挥发性芳香化合物等组分，具有营养、调味和保健功能，在食品工业方面具有广泛的应用前景。制备方法主要有自溶法、酶解法、酸碱分解法、高压均质机法等。 袁仲，杨继远[3]以啤酒废酵母为原料，采用复合酶解法制备酵母抽提物，通过各酶制剂间互相复合的实验，最终筛选出碱性蛋白酶A和风味蛋白酶A进行复合酶解的最佳酶解工艺技术路线，制备酵母抽提物。陈军[4]以啤酒废酵母为原料，利用木瓜蛋白酶及自身酶系的共同酶解作用制备酵母抽提物。实验表明，脱苦的最佳条件为：0.5%NaHCO3搅拌1h，酶解的最佳条件为：酶量0.3%<以酵母干基计），pH6.0，温度50℃，时间36h。张霁等[5]以啤酒生产的废弃酵母为原料，制备酵母抽提物。经各种单酶及各单酶间的复合实验，筛选
啤酒酿造过程中废弃物的综合利用 啤酒是以谷物为原料，经麦汁糖化和酵母发酵而成，在整个酿制过程中不可避免的会产生一定量的副产物或者称之为废弃物。啤酒酿制过程中的废弃物主要是啤酒糟和废酵母，也有硅藻土污泥和少量废蛋白沉淀物，另外还有废CO：气体等。 据统计，2000年中国啤酒产量已达2000万t左右，2005年中国啤酒产量首次突破3000万t大关，达到306l万t，产销量已连续四年位居世界第一。随着中国啤酒产量的连年增加，啤酒酿造过程中的废弃物如啤酒糟、废酵母也迅速增加。啤酒酿造所产牛的大量副产品及废弃物如果没有很好地被利用，将造成资源的巨大浪费和对周围环境的严重污染。 在欧美发达国家，由于受环境保护法的严格制约，啤酒副产品及废弃物的开发利用获得高度重视。住中国，人们也逐步重视这个问题，近几年，啤酒企业和高校、研究所联手，共同寻找出了许多啤酒副产品及废弃物的应用领域和综合回收利用途径。对啤酒废弃物回收利用不仪可以减轻对环境的污染，还能开发出潜在的高附加值的产品，可以大大提高企业的经济效益。 1啤酒酿造过程中的废弃物概述 啤酒整个生产过程中主要的副产品及废弃物…有：制麦过程中的麦根，糖化过程中的糖化糟、酒化糟、沉淀蛋白，发酵过程中的剩余酵母，以及各工艺中排出的废水和废水处理沉淀下来的活性污泥等。 啤洒废酵母全身都是宝，它含有50％左右的蛋白质，6％～8％的核糖核酸，2％的B族维生素，1％的谷胱苷肽及辅酶A，还有人体必需的8种氨基酸等多种营养成分。 啤酒糟的主要成分是麦芽壳，其粗蛋白含量在25％左右，。粗纤维含量在17％以t。啤酒糟是啤酒生产中最主要的副产品，占废弃物总量的80％以上。 废泊花糟中舍有芦草酮5％，异萍草酮5Y，蛇麻灵酮1％，蛇味酮2000，总树脂34％。啤酒生产中产生的酒花糟，对一个中型厂来说，每年约有几百吨的数量。 麦根的主要成分为：含N物质24.4％、无N浸出物42.2％、粗纤维14.2％。麦根内还含有多种酶类，主要是磷酸酯酶。麦根的数量约占大麦原料投入量的3%左右。 啤酒废水含有酒糟、酵母、废啤酒液、麦汁等等成分相当复杂。各工艺排放的废水特性不同，糖化麦糟水固形物含量高，是高浓度的有机废水。 活性污泥粗蛋白含量46％左右，高于三级鱼粉。污水处理产生的污泥的量约占污水量的0.3％～0.5％(体积)，故污泥量较大。 2啤酒酿造过程中的废弃物在食品工业中的应用 2.1啤酒废酵母在食品工业中的应用 2.1.1用于生产酵母浸膏 酵母浸膏是借酵母菌体的内源酶(蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等)将菌体的高分子物质水解成小分子而溶解所得的物质。酵母浸膏可用于生物培养、食品工业调味滋补剂及医药工业高级营养制品等。酵母浸膏的生产工艺流程：啤酒废酵母→预处理→自溶→浓缩调配→成品。 为了提高成品的感官质量，成品中α-NH2，含量及收率，去除酵母泥中残余的酒花苦味，须对废弃啤酒酵母进行预处理，使细胞壁组织疏松，便于提取。Shotipruk.A等人㈦发现采用旋转式微滤装置对啤酒废酵母进行脱苦处理，效果较好，并且可以通过调整旋转速率来平衡蛋白质提取率及脱苦效率。 2.1.2生产营养调味品 利用废酵母可以生产富含多种氨基酸、多肽、呈味核苷酸、维生素、多种微量元素的调味品，产品不仅滋味鲜美，而且营养丰富，是当今市场较流行的集调味、营养功能于一体的大然食品。 啤酒酵母泥生产的调味品，通过可食用的啤酒废酵母经自溶作用，即借助菌体的内源酶如蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等，将菌体内高分子物质分解成小分子可溶性物质，其中包括游离氯基酸(20种)、核苷酸、多肽、糖分、B族维生素、麦角甾醇、有机酸、矿物顾及降解后独特的芳香类物质，同时又不含胆固醇及饱和脂肪酸。其中氨基酸的含量丰富、组分平衡，必需氨基酸之间的比例与人体需要模式非常接近，特别是赖氨酸的含量较高，有利于弥补谷物食品中赖氯酸量的不足。氯基酸中的天门冬氨
酵母蔗糖酶的提取及性质测定 引论及原理 酶的分离制备在酶学以及生物大分子的结构功能研究中有重要意义。本实验属综合性实验，接近研究性实验，包括八个连续的实验内容，通过对蔗糖酶的提纯和性质测定，了解酶的基本研究过程；同时掌握各种生化技术的实验原理、基本操作方法。本实验技术多样化，并且多个知识点互相联系，实验内容逐步加深，构成了一个综合性整体，为学生提供一个较全面的实践机会，学习如何提取纯化、分析鉴定一种酶，并对这种酶的性质，尤其是动力学性质作初步的研究。 蔗糖酶（invertase ）（β—D —呋喃果糖苷果糖水解酶）（fructofuranoside fructohydrolase ）（EC.3.2.1.26）特异地催化非还原糖中的α—呋喃果糖苷键水解，具有相对专一性。不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，也能催化棉子糖水解，生成密二糖和果糖。每水解1mol 蔗糖，就生成2mol 还原糖。还原糖的测定有多种方法，本实验采用Nelson 比色法测定还原糖量，由此可得知蔗糖水解的速度。 在研究酶的性质、作用、反应动力学等问题时都需要使用高度纯化的酶制剂以避免干扰。酶的提纯工作往往要求多种分离方法交替应用，才能得到较为满足的效果。常用的提纯方法有盐析、有机溶剂沉淀、选择性变性、离子交换层析、凝胶过滤、亲和层析等。酶蛋白在分离提纯过程中易变性失活，为能获得尽可能高的产率和纯度，在提纯操作中要始终注意保持酶的活性如在低温下操作等，这样才能收到较好的分离效果。啤酒酵母中，蔗糖酶含量丰富。本实验用新鲜啤酒酵母为原料，通过破碎细胞，热处理，乙醇沉淀，柱层析等步骤提取蔗糖酶，并对其性质进行测定。 一、蔗糖酶的提取与部分纯化 （一）实验目的 学习酶的提取和纯化方法，掌握各步骤的实验原理，并为后续实验提供一定量的蔗糖酶。 （二）实验原理（略） （三）实验仪器、材料及试剂 仪器 1. 高速冷冻离心机、恒温水浴箱、－20℃冰箱 2. 电子天平、研钵（＞200ml ）、制冰机、50ml 烧杯 3. 离心管（2ml ，10ml ，30ml 或50ml ）、移液器（1000ul ）或滴管、量筒 材料及试剂 1. 市售鲜啤酒酵母（低温保存） ＋ H 2O 蔗糖酶 O H H O
参考教案：酵母蔗糖酶的提取纯化与鉴定 蔗糖酶（E.C.3.2.1.26）（ —D—呋喃果糖苷果糖水解酶），能催化非还原性双糖（蔗糖）的1，2-糖苷键裂解，释放出等量的果糖和葡萄糖。不仅能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，也能催化棉子糖水解，生成密二糖和果糖。 由于果糖甜度高 ,约为蔗糖1.36～1.60倍 ,在工业上具有较高的经济价值。可用以转化蔗糖,增加甜味,制造人造蜂蜜,防止高浓度糖浆中的蔗糖析出,制造含果糖和巧克力的 软心糖,还可为果葡糖浆的工业化生产提供新的方法。 蔗糖酶以两种形式存在于酵母细胞膜的外侧和内侧，在细胞膜外细胞壁中的称之为外蔗糖酶,其活力占蔗糖酶活力的大部分，是含有50% 糖成分的糖蛋白。在细胞膜内侧细胞质中的称之为内蔗糖酶，含有少量的糖。两种酶的蛋白质部分均为双亚基，二聚体，两种形式的酶的氨基酸组成不同，外酶每个亚基比内酶多两个氨基酸，Ser和Met，它们的分子量也不同，外酶约为27万(或22万，与酵母的来源有关)，内酶约为13.5万。尽管这两种酶在组成上有较大的差别，但其底物专一性和动力学性质仍十分相似，因此，本实验未区分内酶与外酶，而且由于内酶含量很少，极难提取，本实验提取纯化的主要是外酶。 每摩尔蔗糖水解产生两摩尔还原糖，蔗糖的裂解速率可以通过NeLson法测定还原糖的产生数量来测定。一个酶活力单位规定为在标准分析条件下每分钟催化底物转化的数量。比活力单位为每毫克蛋白含有酶活力单位。 （本实验以酵母为原料） 一、教学目的 通过酵母菌扩大培养及蔗糖酶的提取纯化与鉴定使学生学会生物大分子（酶）制备方案设计和开展实践研究的方法，体验从复杂细胞混合物体系中提取纯化酶的基本原理、 过程和方法。 本实验为学生提供一个较全面的科学研究实践机会，整个实验过程学生独立完成，虽然操作难度较大，所需要的实间较长（64学时），但每一步单元操作的原理清晰，技术成熟，实验结果明显，能给学生较多的设计空间和动手机会，有利于培养学生的学习兴趣和从事科学研究的能力。 二、教学内容
选修课结业作业 姓名班级学号平时成绩作业成绩总成绩格式内容参考文献文献格式可读性 《科技论文写作》课程综合大作业 黑龙江八一农垦大学
目录 1 啤酒酿造过程中的废弃物概述 (3) 2 啤酒废酵母在食品工业的应用 (3) 2.1用于生产酵母浸膏 (4) 2.2 生产营养调味品 (4) 2.2.1 酵母抽提物 (4) 2.2.2 营养酱油 (4) 2.3 生产胞壁多糖 (5) 2.4 其他 (5) 3 啤酒糟在食品工业的应用 (5) 3.1 生产啤酒干糟,制作食品 (5) 3.2 生产调味品、食品添加剂 (6) 3.3 生产复合氨基酸 (6) 3.4 用作食用菌栽培原料 (6) 3.5 酒糟发酵生产燃料乙醇 (6) 3.6 微生物发酵啤酒糟制甘油 (6) 3.7 利用啤酒糟进行厌氧发酵生产沼气 (7) 4啤酒糟在制药工业的应用 (7) 4.1制取超氧化物歧化酶(SOD) (7) 4.2制取谷耽甘肤(GSH) (7) 4.4制取β一葡聚糖 (8) 4.5制取甘露聚糖 (8) 4.6制备药用干酵母 (9) 4.7制取核糖核酸 (10) 5结语 (10) 参考文献 (11)
对啤酒生产废料进行综合利用的前景 摘要:啤酒废弃物主要是啤酒废酵母和啤酒糟,在食品工业中有广泛应用。啤酒废酵母可用于生产酵母浸膏、营养调味品、胞壁多糖及蛋白粉;啤酒糟可用于制作面包饼干,生产调味品、食品添加剂、复合氨基酸,用作食用菌栽培原料,发酵生产燃料乙醇、甘油及沼气。啤酒废弃物在食品工业中具有非常广阔的应用前景,具有较好的社会效益和经济效益。 关键词:啤酒;啤酒废酵母;啤酒糟;食品 啤酒是以谷物为原料,经麦汁糖化和酵母发酵而成,在整个酿制过程中不可避免的会产生一定量的副产物或者称之为废弃物。啤酒酿制过程中的废弃物主要是啤酒糟和废酵母,也有硅藻土污泥和少量废蛋白沉淀物,另外还有废CO2气体等。据统计, 2000年中国啤酒产量已达2000万t左右, 2005年中国啤酒产量首次突破3000万t大关,达到3061万,t产销量已连续四年位居世界第一。随着中国啤酒产量的连年增加,啤酒酿造过程中的废弃物如啤酒糟、废酵母也迅速增加, 啤酒酿造所产生的大量副产品及废弃物如果没有很好地被利用,将造成资源的巨大浪费和对周围环境的严重污染。在欧美发达国家,由于受环境保护法的严格制约,啤酒副产品及废弃物的开发利用获得高度重视。在中国,人们也逐步重视这个问题,近几年,啤酒企业和高校、研究所联手,共同寻找出了许多啤酒副产品及废弃物的应用领域和综合利用途径。对啤酒废弃物的综合利用不仅可以减轻对环境的污染,还能开发出潜在的高附加值的产品,可以大大提高企业的经济效益。 1 啤酒酿造过程中的废弃物概述 啤酒整个生产过程中主要的副产品及废弃物有:制麦过程中的麦根,糖化过程中的糖化糟、酒化糟沉淀蛋白,发酵过程中的剩余酵母,以及各工艺中排出的废水和废水处理沉淀下来的活性污泥等。啤洒废酵母全身都是宝,它含有50%左右的蛋白质, 6% 8%的核糖核酸, 2%的B族维生素, 1%的谷胱苷肽及辅酶A,还有人体必需的8种氨基酸等多种营养成分。 啤酒糟的主要成分是麦芽壳,其粗蛋白含量在25%左右,粗纤维含量在17%以上。啤酒糟是啤酒生产中最主要的副产品,占废弃物总量的80%以上。废酒花糟中含有芦草酮5%,异萍草酮5Y,蛇麻灵酮1%,蛇味酮2000,总树脂34%。啤酒生产中产生的酒花糟,对一个中型厂来说,每年约有几百吨的数量。麦根的主要成分为:含N物质2414%、无N浸出物4212%、粗纤维1412%。麦根内还含有多种酶类,主要是磷酸酯酶。麦根的数量约占大麦原料投入量的3%左右。啤酒废水含有酒糟、酵母、废啤酒液、麦汁等等成份相当复杂。各工艺排放的废水特性不同,糖化麦糟水含固形物含量高,是高浓度的有机废水。活性污泥粗蛋白含量46%左右,高于三级鱼粉。污水处理产生的污泥的量约占污水量的013% 015% (体积),故污泥量较大。 2 啤酒废酵母在食品工业的应用 啤酒酵母由于所含氨基酸、维生素和矿物质等营养成分比较丰富,因而在食品行业也有广泛的应用前景。目前,主要用于生产酵母浸膏、天然调味品等营养食品。
啤酒酵母自溶的原因及解决措施 发酵过程实际是酵母代谢过程，要获得高品质啤酒，必须首先具有生命力旺盛、自身强壮、性能良好、风味有益的酵母菌种。而酵母性能受发酵工艺条件及外观环境等因素的影响而发生 发酵过程实际是酵母代谢过程，要获得高品质啤酒，必须首先具有生命力旺盛、自身强壮、性能良好、风味有益的酵母菌种。而酵母性能受发酵工艺条件及外观环境等因素的影响而发生变化，不可避免会出现酵母衰老、死亡与自溶，如何减少酵母自溶，延长酵母使用寿命，是保证啤酒质量稳定的根本基础。 一、酵母自溶原因 酵母细胞的胞液中含有较多的胞内蛋白分解酶，在正常工艺条件下，酵母强壮，酵母胞内蛋白分解酶不会外泄。而当工艺环境恶化，酵母衰老或死亡后，胞内蛋白分解酶便会发生外泄，并作用于酵母细胞壁的蛋白结构，使酵母细胞发生破裂，酵母自溶随之产生，俗称“酵母内耗”。酵母自溶后细胞质溶液中一些物质如多糖、氨基酸、蛋白质、多肽类、核苷酸、少许盐类等大量进入啤酒，使啤酒中总氮、ɑ－氨基氮、pH值、电导率等指标发生变化，则对啤酒的风味、胶体稳定性等产生影响。 啤酒发酵过程酵母自溶是不可避免的，只是自溶程度和自溶速度不同而已。我们的目的不是杜绝酵母自溶，而是控制酵母自溶程度，延缓酵母衰老死亡的进程。 二、影响酵母自溶的因素 1. 酵母菌种 因酵母本身性能不良，表现为衰老、变异、酵母活性低。在工艺条件变化时极易死亡而自溶。 2. 麦汁组成 麦汁营养成分组成不合理，导致酵母营养不良，特别时缺乏ɑ－氨基氮、可发酵糖、维生素、生长素等。麦汁中含锌量过高也会加速酵母自溶。 3. 酵母添加量 酵母添加量过高，导致麦汁中一些营养成分短时间内被耗完，致使酵母在以后进程中处于贫养状态而“内耗”。添加量过高，新生酵母生成少，也会造成酵母衰老、自溶。
酵母蔗糖酶的固定化 实验三酵母蔗糖酶的固定化 一、实验原理 1.固定化酶 通过物理或化学的方法，将水溶性的酶与水不溶性载体结合，使酶固定在载体上，并在一定的空间范围内进行催化反应的酶称为固定化酶。与游离酶相比，固定化酶有以下优点:?提高酶的稳定性;?易与产物分离;?可反复利用。酶的固定化方法有:吸附法、共价偶联法、交联法、包埋法。本实验用壳聚糖固定化酵母蔗糖酶属共价偶联法。由于载体带电性质的不同，会引起酶与底物亲和力的变化，从而引起米氏常数Km值的改变。酶固定化后，对变性剂、抑制剂的抵抗能力增强，贮存稳定性和操作稳定性也得以提高。 2.酶活测定 蔗糖酶催化非还原糖中的α-呋喃果糖苷键水解，具有相对专一性，能催化蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。本实验用测定生成还原糖(葡萄糖和果糖)的量来测定蔗糖水解的速度，在碱性条件下，还原糖与3,5-二硝基水杨酸(DNS)共热，DNS被还原为3-氨基-5-硝基水杨酸(棕红色物质)，还原糖则被氧化成糖醛酸及其它产物。在一定范围内，还原糖的量与棕红色物质深浅成比例关系。酶活定义: 在540 nm 光吸收处，光密度每增加0.001个光吸收值定义为1个酶活力单位。二、实验材料、仪器和试剂 1.材料壳聚糖、实验一纯化得到的酵母蔗糖酶酶液 2.仪器移液管、注射器、分光光度计、水浴锅、铁架台等 3.试剂
(1)1% 3，5-二硝基水杨酸(DNS)试剂:酒石酸钾钠100 g溶于400 mL蒸馏水，加热中依次加入NaOH 5 g，3，5-二硝基水杨酸5 g，苯酚1 g，亚硫酸钠0.25 g，搅拌至溶。冷却后定容至500 mL，储于棕色瓶室温保存。 (2)10%蔗糖溶液 (3)0.1 mol/L pH 7.8 Tris-HCl缓冲液 (4) 1%戊二醛溶液:将4 mL 25%戊二醛溶液用上述Tris-HCl缓冲液稀释至 100mL (5)0.2 mol/L pH 4.5醋酸缓冲液 三、实验步骤 1.壳聚糖载体的制备及戊二醛的偶联 (1)称取3 g壳聚糖溶于98 mL蒸馏水中，搅拌均匀，再滴加2 mL冰醋酸，搅拌至均匀的粘稠状。 (2)称取8 g NaOH置大烧杯中，加入180 mL蒸馏水及20 mL甲醇。 1 (3)将拔出推塞的注射器架在铁架台上，倒入粘稠状的壳聚糖溶液，使壳聚糖溶液从20 cm高的注射器出口滴入大烧杯中，以制备壳聚糖微球载体。 注意:为保证适宜的流速，注射器中的壳聚糖溶液不宜超过10 mL，随着壳聚糖溶液逐滴滴入大烧杯，应随时补充壳聚糖溶液至刻度，并不断轻轻晃动大烧杯。若液体表面壳聚糖微球过于密集，应静置片刻，待微球沉入烧杯底部后继续滴加。 (4)壳聚糖溶液滴加完毕后，静止片刻，待微球完全沉入烧杯底部时，反复水洗多次至pH值中性，沥干水分。加入1%戊二醛溶液100 mL，静置2 h，使戊二醛偶联于壳聚糖载体上。 2.固定化酶的制备 (1)将静置2 h后的壳聚糖微球载体中的戊二醛溶液倒掉，再用蒸馏水洗涤5次，以除去多余的戊二醛。
?综 述? 啤酒废酵母的综合利用 常雅宁,俞建瑛,袁勤生 (华东理工大学应用生物学系,上海 200237) 摘 要 概述了啤酒酵母的结构和组成,主要论述了啤酒废酵母在饲料工业、食品工业和医药工业中的广泛用途,并介绍了世界各国啤酒废酵母的研究和利用现状。 关键词 啤酒废酵母;利用 中图分类号 Q09 文献标识码 A 文章编号 1005-7021(2001)02-0030-03 啤酒酵母是一种单细胞微生物,细胞呈圆形或卵形,细胞大小一般为3～7μm×5～10μm,主要由细胞壁、细胞膜、细胞核、液泡等组成。啤酒酵母的含水量为75%～85%,它的干物质占湿重的15%～25%,细胞壁主要组成为葡聚糖[1]。啤酒酵母细胞内含有丰富的蛋白质、核酸、维生素、碳水化合物、类脂物质、矿物质等多种营养成分,干燥酵母的营养成分:水分5%～7%、蛋白质40%～50%、脂肪1.5%、灰分7%、粗纤维1.5%、碳水化合物30%～35%、含18种氨基酸[2,3]。其中人体必需的8种氨基酸含量及氨基酸的组成比例接近联合国粮农组织(FAO)推荐的理想氨基酸的比例,具有较重要的氨基酸药理作用,谷物中缺乏的赖氨酸,啤酒酵母中则含量丰富。另外,啤酒酵母中富含维生素B1,B2,B6,B12,麦甾醇、烟酸、叶酸、泛酸、肌醇等生理活性物质,还含有磷、铁、钙、钠、钾、镁等矿物质。其中麦甾醇和硒是其他食物中含量比较贫乏的,但又是人体所必需的。麦甾醇受紫外线照射后会转化为维生素D,而维生素D对骨骼的形成极为重要;硒是人体内不可缺少的微量元素之一,可以保护心脏,当食物中缺乏硒时,会引起心血管病、克山病等疾病。啤酒酵母中还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RNA的量达4.5%～8.3%,且啤酒酵母本身是一个活细胞体,它的细胞内含有新陈代谢的完整酶系,因此可开发多种有价值的生化物质。 20世纪80年代,我国啤酒工业崛起,20世纪90年代,我国已成为世界啤酒生产大国。最近几年,啤酒生产仍会有一个稳定的发展时期。啤酒生产过程中,经主发酵和后发酵的酿造工序后,产生大量的泥状酵母称酵母泥。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废弃。剩余的酵母泥数量一般约为啤酒产量的2%～3%,酵母泥是由啤酒和酵母细胞组成的泥浆状混合物,营养丰富,商品价值高,以前由于没有合适的处理方法,不但浪费了这样宝贵的资源,还因其丰富的营养而增加了排水的BOD负荷。若按每生产万吨啤酒产酵母15t(干重)计,1996年共计产1400万t,就有21万t啤酒废酵母资源可开发和利用[5],可制成干酵母4.9万t,经济效益和社会效益非常可观,是一种值得开发利用的原料。 1 啤酒废酵母在饲料工业中的应用 1.1 生产蛋白饲料添加剂 蛋白饲料添加剂,含有丰富的蛋白质,通常作为配制其它混合饲料的蛋白源,可配制畜牧、鱼虾等饲料,代替一直进口的秘鲁鱼粉,前景十分广阔。其生产过程如下:酵母泥搅拌 加热 _酵母浆_滚筒干燥_成品1.2 生产混合饲料 将酵母泥、糖化废麦糟、过酒后的废硅藻土分别压滤、干燥,再加入制麦所得废麦根进行混合粉碎,可制得颗粒混合饲料,产品广泛适用于饲养业,其生产工艺过程如下:酵母泥(麦糟、硅藻土)_压滤_干燥麦根 _混合、粉碎_制粒_成品 应用这种方式,对啤酒厂废弃固形物进行综合治理和利用,不仅减少环境污染,变废为宝,并且有可观的经济效益。一个年产12万t啤酒、1.6万t 麦芽的啤酒厂,每年可制成800t混合饲料,可创产值1120万元/年,获利润500万元以上[6]。 2 啤酒废酵母在食品工业中的应用啤酒酵母由于所含氨基酸、维生素和矿物质等营养成分比较丰富,因而在食品行业具有广阔的应用前景。 2.1 生产食用酵母蛋白质 随着世界人口的快速增长,食物缺乏日益显著,尤其是蛋白质食品出现短缺。研究者们在寻求其它新型的蛋白质食品资源,开拓了从含蛋白质的微生物中获取蛋白质的新领域—单细胞蛋白的生产(简称SCP)。 收稿日期:2000-08-01 作者简介:常雅宁 女,硕士,讲师。现从事酶及酶类药物的研究。 03微生物学杂志2001年6月第21卷第2期 JOURNAL OF MICROBIOLO GY J une2001Vol.21No.2