从啤酒废酵母中提取海藻糖的工艺研究及效益分析

啤酒废酵母细胞破壁方法的研究作者：孟国庆等来源：《中国果菜》 2014年第12期孟国庆王传宝朱陶张海丽王宜磊（菏泽学院生命科学系，山东菏泽274000）摘要院本文采用反复冻融法、超声波法、微波法、盐法、酶法、液氮研磨等方法对啤酒酵母细胞进行破壁处理，对细胞破壁率、海藻糖得率和破壁时间进行分析比较，结果表明：微波法的细胞破壁率（49%）和海藻糖得率（5.64%）最高，且时间（30min）最短。

通过对这6 种破壁方法的研究，为啤酒废酵母的综合开发利用提供理论数据和技术条件。

关键词院啤酒废酵母；破壁方式；革兰氏染色；海藻糖中图分类号院Q93-3 文献标志码院A 文章编号院1008-1038(2014)12-0030-05啤酒废酵母全身都是宝，它含有丰富的蛋白质、核糖核酸、维生素B 族、脂类、多糖和酶等多种营养成分和某些协调因子，具有多种生理功能。

随着啤酒产业的迅猛发展，啤酒废酵母产量也与日俱增。

我国现有啤酒企业500 多家，年产啤酒3000 多万t，每年产啤酒废酵母60~90 万t。

啤酒废酵母大都经过简单烘干作为饲料，没做进一步加工，仍然没有形成对啤酒副产物的真正综合利用。

研究发现，啤酒酵母不但可用于啤酒生产，而且在食品和医药工业也有广泛应用，如可提取蛋白质、胞壁多糖、维生素、核酸和核苷酸类物质及谷胱甘肽等，也可生产食品添加剂及功能性食品。

如果能将啤酒行业中产生的废弃酵母综合利用，既可以减少对环境的污染，也可以回收大量的高附加值资源，产生巨大的经济效益和社会效益。

啤酒废酵母综合利用的第一步是对酵母细胞进行破壁处理[1]。

微生物细胞壁的结构和强度取决于细胞壁的组成以及它们之间相互交连的程度，破碎细胞的主要阻力来自于连接细胞壁网状结构的共价键。

了解细胞壁的组成和结构，有助于选择合适的破壁方法[2]。

酵母细胞的细胞壁是比较坚实的，其厚度大约为0.1~0.3滋m，重量占细胞干重的18%~30%，主要构成为葡聚糖（35%~45%）、甘露聚糖（40%~45%）、蛋白质（5%~10%）、几丁质（1%~2%）、脂类（3%~8%）、无机盐（1%~3%），其结构类似三明治，外层为甘露聚糖，中间是一层蛋白质分子，其中有的是以与细胞壁结合的酶的形式存在，内层为葡聚糖[3]。

吉林工程技术师范学院食品工程学院课程设计课程名称：生物工程设备与分离技术班级：生物工程10411TPM酵母中海藻糖提取纯化工艺设计目录目录 (I)第一章项目总论 (1)1.1海藻糖概述 (1)1.1.1 海藻糖的性质 (1)1.1.2 海藻糖的生理功能 (1)1.1.3 海藻糖的应用前景 (2)1.2 海藻糖的生产工艺 (2)1.2.1 酵母中海藻糖的提取纯化工艺 (3)第二章技术方案 (4)2.1 产品方案 (4)2.2生产工艺流程设计 (5)2.3生产工艺过程说明 (6)2.3.1 乙醇提取 (6)2.3.2 冷却离心 (6)2.3.3 浓缩 (6)2.3.4 活性炭脱色脱蛋白 (6)2.3.5 离子交换 (6)2.3.6 浓缩结晶 (6)2.3.7 过滤干燥 (6)2.4 物料衡算 (7)2.4.1 技术参数 (7)2.4.2 计算 (7)第三章设备选型 (9)3.1 热回流提取罐 (9)3.2 离心机 (9)3.3 浓缩罐 (9)3.4 离子交换设备 (9)3.5 干燥机 (9)第四章防污措施 (11)4.1 车间环境卫生 (111)4.2 废水处理 (11)4.3 废渣处理 (11)第五章结语 (12)参考文献 (13)第一章项目总论1.1 海藻糖概述1.1.1 海藻糖的性质海藻糖叉名茧蜜糖，蘑菇糖，漏芦糖或蕈糖，是在动物、植物、微生物中广泛分布的一种低聚糖。

它是由两分子的吡哺葡萄糖单体以a，a-1，1糖苷键连接而成，其化学式为a—D-吡喃葡萄糖基一a—D一吡喃葡萄糖苷，分子式为C12H22O11·H2O相对分子量为378．33。

其结构式如图1.1图1.1海藻糖是白色晶体，带有两分子结晶水，当加热到130"C时，海藻糖失去结品水，变成无水晶体。

海藻糖溶于水、冰醋酸和热乙醇中。

其水溶液性质稳定，无色无嗅，口感咯带甜昧，它不会焦化。

它对热、酸都十分稳定，是天然双糖中最稳定的糖质。

个案与短篇文章编号:1000-5404(2006)06-封2-01啤酒酵母多糖提取工艺的研究黄国荣,朱俊东,糜漫天,郎海滨 (第三军医大学预防医学院营养与食品卫生学教研室,重庆400038) 酵母多糖是酵母细胞壁的重要组成部分,其主要成分为大分子的甘露聚糖及糖蛋白复合物,酵母多糖占酵母细胞壁干重的40%左右[1]。

研究表明酵母多糖具有多种重要生物活性,如增强免疫功能、抗病毒、抑制肿瘤生长等[2,3]。

目前我国大部分啤酒生产厂家对废弃啤酒酵母没有很好地开发利用,且造成环境污染和资源浪费。

本研究以重庆某啤酒厂废弃啤酒酵母泥为原料,对酵母多糖提取工艺进行试验研究,为废弃啤酒酵母的综合开发利用积累资料。

1　材料与方法1.1　材料与仪器 废弃啤酒酵母泥(重庆啤酒厂提供)。

高压均质机(上海申鹿机械厂)、压力消毒锅、恒温水浴锅、恒温烤箱、真空干燥器。

1.2　实验方法1.2.1　碱法破酵母细胞壁提取酵母多糖 取3份洗涤干净的湿酵母泥,按1∶4的比例各自加入0.1、0.2、0.5m o l/L的N a O H,然后分别于恒温水浴中(100℃),不断搅拌,1h后离心并保留上清液。

将沉淀按1∶1.5的比例各自加入上述3种浓度的N a O H后,于同样条件处理后离心,保留上清液,弃沉淀。

将2次上清液合并,得3种提取液。

用适量浓度的盐酸分别调节提取液p H至7,使其呈中性。

然后重复采用S e v a g e法去除多糖提取液中的蛋白,采用B r a d f o r d法测定提取液中的蛋白含量,直至蛋白含量恒定为止。

将提取液按正丁醇∶氯仿∶提取液=1∶5∶25的比例分别加入后,剧烈振摇20m i n,离心,弃沉淀。

1.2.2　盐法破酵母细胞壁提取酵母多糖 称取适量淘洗干净的酵母泥,根据其含水量折算成干酵母重量,加入适量的水和食盐使酵母和食盐浓度均为8%(本室朱俊东博士摸索的盐法破酵母细胞壁适宜参数条件,待发表)。

将溶液置于高压锅中,于121℃,15M P a下高压30m i n。

基金项目国家级大学生创新性实验计划项目(2010A83119);吉林大学校二级实验计划项目(2011C83353)。

*通讯作者收稿日期2012-02-17海藻糖由啤酒废酵母在极端条件下积累产生,被誉为“21世纪生命之糖”,是一种非常重要的海藻糖源[1-2],在食品、医药、化妆品等领域的应用前景极其广阔[1]。

啤酒酵母的破壁方法决定了海藻糖提取的效率。

该文旨在通过对比6种破壁方式对啤酒酵母细胞中海藻糖溶出的影响,寻求能高效提取啤酒酵母细胞海藻糖的破壁方法,为啤酒酵母细胞高效分离海藻糖的工业化开发奠定技术基础。

1材料与方法1.1供试材料1.1.1供试试剂。

海藻糖标准品(SIGMA 公司生产);酒石酸、活性炭、浓硫酸、蒽酮等分析纯试剂(北京化工厂生产);啤酒酵母细胞(金汉斯啤酒集团提供啤酒废酵母泥,根据前期研究制备而成[2])。

1.1.2供试仪器。

高压脉冲电场装置[吉林大学殷涌光教授专利设计(200410011305.9)]、MAS-II 微波萃取仪、JY92-2D 型超声波细胞粉碎机、CR20B2型高速冷冻离心机、HH-S 数显恒温水浴锅、T6新悦-可见分光光度计、AG204型电子天平(吉林大学军需科技学院营养与功能食品研究室提供)。

1.2试验方法以啤酒废酵母细胞中的海藻糖得率为衡量指标[3],在课题组前期研究的基础上,对比6种不同破壁方法对海藻糖得率的影响情况。

1.2.1高压脉冲电场破壁法(PEF 法)[2]。

以水为溶剂,电场强度45kv/cm ,脉冲数6个,液料比40∶1。

1.2.2超声波法[4]。

以水为溶剂,超声时间55min ,超声功率300W ,液料比30∶1。

1.2.3微波法[4]。

以水为溶剂,液料比40∶1,微波功率500W ,微波时间25min ,微波温度80℃。

1.2.4微波辅助法1[5]。

以水为溶剂,液料比30∶1,微波时间3min ,微波功率为600W ,水浸提温度为100℃,水浸提时间为3.5h 。

从啤酒废酵母中提取海藻糖的工艺研究及效益分析
田青;惠明;郭素洁;尚小利
【期刊名称】《农产品加工·学刊》
【年(卷),期】2011(000)012
【摘要】以啤酒废酵母为原料,水为提取剂,利用煮沸的方法提取海藻糖,探讨了提取时间及料液浓度对海藻糖得率的影响.综合海藻糖的产量及成本,确定其最佳条件为:煮沸1h,料液质量浓度为70 g/L,海藻糖的得率为9.069 mg/g湿酵母.提取物样品经红外光谱定性检验纯度较高.初步分析了年产10×104 t的啤酒厂从废酵母中提取海藻糖所带来的经济效益,认为比单纯烘干作为饲料更有市场前景.
【总页数】4页(P18-21)
【作者】田青;惠明;郭素洁;尚小利
【作者单位】河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001;河南工业大学生物工程学院,河南郑州450001
【正文语种】中文
【中图分类】TS262.5;TS261.9
【相关文献】
1.超声波辅助水浸提啤酒废酵母细胞中海藻糖工艺研究 [J], 杨渝军;刘静波;林松毅;王晓丽;魏巍
2.超声波法辅助提取啤酒废酵母中乙醇脱氢酶工艺研究 [J], 张飞;王永刚;胡均刚
3.从啤酒废酵母中提取海藻糖的工艺研究 [J], 郑辉杰;张洪起;刘伟;陈洵;邸进申
4.从啤酒废酵母中提取海藻糖工艺的研究 [J], 谭海刚;李书巧;关凤梅;王瑞明
5.提取啤酒废酵母中β-葡聚糖的工艺研究 [J], 冯传威; 张洪微; 王琴
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分类号：密级：学号：毕业设计题目：啤酒废酵母的回收利用学生姓名：刘元元所在系部：化学工程学院专业：应用化工技术指导教师姓名：刘芳2015 年 6 月21 日啤酒废酵母的综合利用随着啤酒行业的快速发展,啤酒废酵母产量也日益增长. 目前,我国啤酒企业有500多家年产啤酒近3000多万吨,每年产啤酒废酵母60 ～90万吨,合理地利用啤酒废酵母进行开发和深加工,可以减少资源的浪费并能有效的降低环境污染,为啤酒工业治理“三废”找到了一条有效的途径,同时能够给啤酒企业带来可观的经济利益[ 1 ]. 啤酒废酵母的应用范围很广,可用于食品、医药等领域. 本文具体介绍利用啤酒废酵母生产酵母浸膏、天然调味品，超氧化物岐化酶(SOD)以及利用啤酒废醇母生产饲料、酵母精、谷胱甘肽、海藻糖和核酸的研究情况,为合理开发啤酒废酵母提供一些依据.1分析：1.1啤酒废酵母的营养成分啤酒废酵母含有丰富的蛋白质、碳水化合物、脂肪粗纤维、矿物质等多种营养成分，干燥酵母的具体营养成分见。

啤酒干酵母中含有丰富的维生素Ｂ１，及Ｂ２Ｂ６Ｂ１２叶酸、泛酸等生理活性物质。

酵母中的蛋白质含量较高，并含有１８种氨基酸，其中人体必需的８种氨基酸含量及氨基酸的组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。

2应用：2.1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-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。

ＳｈｏｔｉｐＡ等人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蛋白质提取率及脱苦效率。

啤酒酵母泥中酵母多糖提取方法研究引言：啤酒酵母泥是啤酒生产过程中产生的一种副产品，其中含有丰富的酵母多糖。

酵母多糖是一种天然高分子物质，具有多种生物活性，如抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等。

因此，提取啤酒酵母泥中的酵母多糖具有重要的研究价值和应用前景。

一、酵母多糖的提取方法目前，常用的酵母多糖提取方法主要有热水提取法、酸碱法、酶解法、超声波法等。

其中，热水提取法是一种简单易行、成本低廉的方法，但提取效率较低；酸碱法提取效率较高，但操作复杂，易造成环境污染；酶解法提取效率高，但酶解剂价格昂贵；超声波法提取效率高，但设备成本高。

因此，选择合适的提取方法需要综合考虑多种因素。

二、啤酒酵母泥中酵母多糖的提取方法研究针对啤酒酵母泥中酵母多糖的提取，目前已有多种研究方法。

例如，有学者采用超声波辅助热水提取法，提高了提取效率；有学者采用酸碱法和酶解法相结合的方法，提高了提取效率和纯度；有学者采用微波辅助酸碱法，提高了提取效率和速度。

这些研究为啤酒酵母泥中酵母多糖的提取提供了新的思路和方法。

三、酵母多糖的应用前景酵母多糖具有多种生物活性，因此在医药、保健品、食品等领域具有广泛的应用前景。

例如，酵母多糖可以用于制备抗氧化剂、免疫增强剂、抗肿瘤药物等；可以用于制备功能性食品、保健品等。

因此，提取啤酒酵母泥中的酵母多糖具有重要的应用价值。

结论：啤酒酵母泥中含有丰富的酵母多糖，提取方法多种多样。

选择合适的提取方法需要综合考虑多种因素。

酵母多糖具有多种生物活性，具有广泛的应用前景。

因此，研究啤酒酵母泥中酵母多糖的提取方法具有重要的研究价值和应用前景。

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。

啤酒酵母海藻糖提取工艺研究王宜磊;朱陶;孟国庆;张海丽;袁琴琴;王传宝;谌志伟【摘要】[目的]研究优化啤酒酵母海藻糖提取工艺.[方法]以啤酒废酵母为原料,使用各种不同的方法(微波破壁法、高温处理破壁、煮沸提取法)提取海藻糖,以海藻糖得率以及工艺的效益性为指标考察料液比、浸提时间、浸提温度、辅助因素处理等单因素对海藻糖提取的影响,从而确定从废酵母中提取海藻糖的较佳工艺.[结果]试验得出,微波破碎法耗时少,但不易工业化且提取率不高,比较发现煮沸提取的工艺方法相对最佳.以水作提取剂从废酵母中提取海藻糖的最佳条件是:煮沸80 min,海藻糖提取率为8.147 mg/g干酵母.[结论]研究可为海藻糖的提取及进一步开发利用提供参考.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2014(000)033【总页数】5页(P11884-11887,11929)【关键词】啤酒废酵母;海藻糖;蒽铜-浓硫酸比色法;3,5-二硝基水杨酸比色法【作者】王宜磊;朱陶;孟国庆;张海丽;袁琴琴;王传宝;谌志伟【作者单位】菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015;菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015;菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015;菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015;菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015;菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015;菏泽学院生命科学系,山东菏泽274015【正文语种】中文【中图分类】S609.9海藻糖(Trehalose)是一种由2个葡萄糖分子通过半缩醛羟基以α-1，1糖苷键结合的非还原性双糖［1］。

有“21世纪生命之糖”称号的海藻糖具有非特异性的保护功能，引起了全球科研人员的研究热潮［2－3］。

它不仅可作为生物体内的能量储备，也具有在干燥条件下保护核酸、蛋白质等大分子物质不受侵害的功能，更值得关注的是，外源性的海藻糖同样也可以保护细胞和生命大分子［4］，对蛋白质变性具有保水作用和保护作用［5］。