啤酒廢酵母細胞破壁破壁處理方法的研究

啤酒廢酵母細胞破壁破壁處理方法的研究

海藻糖是在極端條件下從啤酒中收集的，被稱為“21世紀的生命之糖”。它是介紹食品、藥物、護理和其他領域的重要海洋糖資源。啤酒酵母的破壁方法決定了海藻糖提取的效率。該文旨在通過對比6種破壁方式對啤酒酵母細胞中海藻糖溶出的影響,尋求能高效提取啤酒酵母細胞海藻糖的破壁方法,為啤酒酵母細胞高效分離海藻糖的工業(yè)化開發(fā)奠定技術基礎。1材料和方法1.1試驗材料1.1.1酸、活性炭、濃硫酸、酮的分析純試劑海藻糖標準品(SIGMA公司生產(chǎn));酒石酸、活性炭、濃硫酸、蒽酮等分析純試劑(北京化工廠生產(chǎn));啤酒酵母細胞(金漢斯啤酒集團提供啤酒廢酵母泥,根據(jù)前期研究制備而成)。1.1.2儀器、檢測方法高壓脈沖電場裝置[吉林大學殷涌光教授專利設計(200410011305.9)]、MAS-II微波萃取儀、JY92-2D型超聲波細胞粉碎機、CR20B2型高速冷凍離心機、HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋、T6新悅-可見分光光度計、AG204型電子天平(吉林大學軍需科技學院營養(yǎng)與功能食品研究室提供)。1.2測試方法以啤酒廢酵母細胞中的海藻糖得率為衡量指標,在課題組前期研究的基礎上,對比6種不同破壁方法對海藻糖得率的影響情況。1.3海藻糖含量與提取效率的測定根據(jù)課題組前期研究成果,采用硫酸-蒽酮比色法測定吸光度值A630,根據(jù)公式1、2計算海藻糖濃度與得率,根據(jù)公式(3)計算海藻糖提取效率。2結果與分析2.1海藻糖得率試驗如圖1所示,6種破壁處理方式中,以微波輔助法2的海藻糖得率最高,為11.07%,顯著高于其他方法(P<0.05),分別是微波輔助法1(9.24%)、超聲波輔助法(7.72%)、微波法(5.07%)、超聲波法(4.64%)、PEF法(4.4%)的1.20、1.43、2.18、2.39、2.52倍;PEF法的海藻糖得率最低;微波輔助法、超聲波輔助法、微波法、超聲波法分位居第2、3、4、5位。2.2微波輔助法如圖1所示,6種破壁處理方式中,以PEF法海藻糖提取效率最大,為81.94μg/s,顯著高于其他方法(P<0.05),分別是超聲波輔助法(3.03μg/s)、微波輔助法1(6.46μg/s)、超聲波法(12.57μg/s)、微波法(30.21μg/s)、微波輔助法2(13.3μg/s)的27.04、12.68、6.52、2.71、6.16倍;超聲波輔助法海藻糖提取效率最低。2.3破壁提取時間的比較如圖2所示,6種破壁處理時間中,以超聲波輔助法的破壁提取時間最長,為380min;PEF法的破壁提取時間最短,為8min,顯著小于其他方法(P<0.05),提取時間分別約為微波法(25min)、超聲波法(55min)、微波輔助法2(124min)、微波輔助法1(213min)、超聲波輔助法(380min)的1/3、1/7、1/16、1/27、1/48。3酵母海藻糖的提取試驗結果表明,僅從海藻糖得率方面考慮,則可采取微波輔助法;但在實際工業(yè)化生產(chǎn)中,提取效率應達到最大,因此可選高壓脈沖電場法(PEF法)對啤酒廢酵母海藻糖進行提取。且該法成本低廉,預處理省時,雜質溶出少,后續(xù)純化工藝簡單。因此,用PEF提取啤酒廢酵母細胞中海藻糖較快速有效。1.2.1高壓脈沖場壁法pef法以水為溶劑,電場強度45kv/cm,脈沖數(shù)6個,液料比40∶1。1.2.2超聲法以水為溶劑,超聲時間55min,超聲功率300W,液料比30∶1。1.2.3法以水為溶劑,液料比40∶1,微波功率500W,微波時間25min,微波溫度80℃。1.2.41。微波輔助方法1以水為溶劑,液料比30∶1,微波時間3min,微波功率為600W,水浸提溫度為100℃,水浸提時間為3.5h。1.2.5超聲波輔助技術以水為溶劑,液料比40∶1,浸提溫度為100℃,水提時間6