專利名稱：一種酵母細胞破壁的方法
技術領域：
本發明涉及真菌細胞破壁的方法，具體是一種啤酒酵母或面包酵母細胞破壁的方法。
二背景技術：
酵母尤其是啤酒酵母和面包酵母是重要的食品工業微生物，其細胞壁從外向內分三層， 外層為甘露聚糖，中間層含有豐富的蛋白質，內層為葡聚糖。酵母破壁的水解提取液可以加 工調味品、保健品原料、生物制品等多種深加工產品，還可以加工成多糖。目前常用的酵母 細胞破壁方法有機械法，酵母細胞自溶法，酶促水解法和凍融法。機械方法用高壓勻漿、 珠磨法等，設備條件要求高。常規的凍融法、自溶和酶解方法對酵母細胞的破壁率較低，使 用過程中都有一定的局限性。
三
發明內容
本發明的目的在于提供一種酵母細胞破壁的方法，可用于啤酒酵母或面包酵母細胞的破 壁、溶解，以彌補現有酵母細胞破壁技術的不足，提高破壁效率。
本發明以半胱氨酸(或其鹽類)作為啤酒酵母或面包酵母細胞的促溶劑或破壁劑。其促
溶機理可能在于①半胱氨酸把形成酵母細胞壁的蛋白質鏈中的雙硫鍵-S-S還原成-SH，在 一定程度上松開其緊密結構,有利于蛋白質結構的破壞。②加入半胱氨酸可以消除細胞外Cu2+、 Hg2+、 Al3+、 Pb2+等重金屬離子對酵母細胞胞內酶和胞外酶的毒害作用，提高自溶或加酶水解破
壁的活力。③作為還原性物質，半胱氨酸可以減少酵母細胞內外蛋白酶的氧化變性。
本發明提供的一種酵母細胞破壁的方法，包括如下步驟
1) 、將廢酵母泥用水稀釋，過篩除雜，在3000rpm下離心10-20min，得到的酵母泥加水 配成活菌懸液，水的加入量為酵母泥質量的2-3倍；
2) 、在活菌懸液中加入半胱氨酸或半胱氨酸鹽酸鹽，加入量為酵母泥質量的0.1-1.0%， 再按每克酵母泥IOO-IOOOU加入中性蛋白酶，控制PH6-8，在4(TC-60。C下保溫水解6-48小 時，得到酵母水解液；
3)、酵母水解液經離心得到酵母沉淀，再加入3-20質量倍的水配制成酵母細胞懸浮液， 在-25'C -4(TC凍結，微波爐中解凍，在恒溫水浴中加熱到35°C-45°C，保溫0. 5-1. 5h;然 后按每100mL酵母細胞懸浮液加入2.6-3.5g的食鹽，進行第二次凍結，凍結溫度-25'C -40 'C，凍結的酵母液再次用微波解凍；如此加鹽、凍結、解凍重復2-5次。然后用顯微鏡觀察 細胞破壁情況，破壁率達到95%以上。
上述步驟中所述的酵母是啤酒酵母或面包酵母。所述的中性蛋白酶是細菌中性蛋白酶 或霉菌中性蛋白酶。所述的在酵母細胞懸浮液加入食鹽的步驟可以用50'C-70。C下真空濃縮酵 母細胞懸浮液代替。
本發明的優點和效果
一是，在酵母液中加入中性蛋白酶和半胱氨酸(或其鹽酸鹽)，進行酶促自溶水解，可以 提高酵母細胞溶解和破裂程度。從已有文獻發現，半胱氨酸是用于食品、藥品及生物制品的 常見添加劑。此外，半胱氨酸還用作木瓜蛋白酶的激活劑和肉的品質改良劑，但是尚未見到 在酵母細胞破壁中的應用。本發明用半胱氨酸(或其鹽酸鹽)作為細菌中性蛋白酶或霉菌中 性蛋白酶水解酵母細胞的促溶劑，與其它酵母促溶劑相比，優點在于①添加量少，生產成 本低，操作簡便；②提高了中性蛋白酶水解酵母的活性和穩定性；③水解液中的氨基氮含量 明顯提高，測其含量(扣除加入的半胱氨酸)比不加半胱氨酸促溶劑提高了 10-50%。
二是，將蛋白酶促溶水解后的酵母液進行凍結-微波解凍融化，第一次解凍液加熱到35-45 'C保溫0.5-1.5h，然后再加入氯化鈉或真空濃縮，提高氯化鈉的濃度后，進行凍結-微波解 凍融化。通過提高氯化鈉濃度或不斷濃縮，降低酵母液冰點，實現在不同溫度段進行酵母的 凍融；通過微波快速解凍，提高凍結酵母的融化速度。凍融法己廣泛應用于植物(如葛仙米)、 動物(如豬血細胞)、藻類(如鈍頂螺旋藻)、微生物(如蜜環菌)的細胞破壁。但是常規的 凍融方法是將凍結細胞于室溫下融化，然后再凍結，從而破壞細胞壁。多次凍融可增加細胞 溶脹破碎的比率。試驗表明，常規法凍融酵母3次，只有約40-50%的酵母細胞破碎，而用本 發明的方法可以使酵母細胞破碎率達到95%以上。
總之，本發明是將半胱氨酸(或其鹽酸鹽)促進中性蛋白酶水解與梯度降溫凍結、微波 快速解凍技術相結合，可使酵母細胞破壁率達到95%以上。
具體實施例方式
實施例1
將啤酒廢酵母泥(啤酒廠副產物)用水稀釋后，用80目的篩子過篩除雜，在3000rpm下 離心15min，傾出上清液，將干凈的酵母泥沉淀取出，放入4'C的冰箱中保存、待用；稱取酵 母泥20g，加40ml水制成懸浮液，加入半胱氨酸鹽酸鹽0.06g，再加入AS1.398中性蛋白酶 O.lg，然后在PH7，溫度為45'C保溫水解24小時；水解后高溫滅酶、冷卻，離心去清液，得 到沉淀16.5g;加330ml水配制成酵母細胞懸浮液，在-25。C凍結，微波爐中解凍，在恒溫水 浴中加熱到4(TC，保溫lh，加入11.4g食鹽，在-25'C進行第二次凍結，凍結的酵母液再次用 微波解凍；如此加鹽、凍結、解凍重復2次；顯微鏡觀察，破壁率為96%。
實施例2
將啤酒廢酵母泥稀釋、過篩除雜，在3000rpm下離心，棄上清液；稱取酵母泥20g，加 40ml的水制成懸浮液，加入O. lg半胱氨酸，再加入米曲霉中性蛋白酶0.4g，用磷酸鹽調懸 浮液PH到6. 5，于5(TC恒溫水浴鍋中水解10h;高溫滅酶、離心后得到沉淀17. 2g，加175ml 水配制成酵母細胞懸浮液，在-4CTC凍結，微波爐中解凍，解凍液在45'C保溫0.5小時，加 入4.5g的食鹽，進行下一次凍結，凍結溫度仍在-40'C，凍結的酵母液再次用微波解凍；如 此加鹽、凍結、解凍重復4次；計算酵母破壁率可以達到97%。
實施例3
取20g面包干酵母，放入40ml2。/。的蔗糖溶液，在40'C下活化10min，然后于3(TC培養2 小時，將養分消耗干凈；再加入半胱氨酸鹽酸鹽0.2§和高溫中性蛋白酶0.28，調PH為7.5, 于55。C恒溫水解40h;滅酶后離心，得到沉淀16.8g，加250ml水配制成酵母細胞懸浮液， 在-35。C凍結，微波爐中解凍，在恒溫水浴中加熱到35。C，保溫1.5h，然后在55。C進行真空 濃縮，減少水分50%，在-35'C下進行第二次冷凍，微波解凍，計算酵母破壁率可以達到95%。
權利要求
1、一種酵母細胞破壁的方法，其特征在于包括如下步驟1)、將廢酵母泥用水稀釋，過篩除雜，在3000rpm下離心10-20min，得到的酵母泥加水配成活菌懸液，水的加入量為酵母泥質量的2-3倍；2)、在活菌懸液中加入半胱氨酸或半胱氨酸鹽酸鹽，加入量為酵母泥質量的0.1-1.0％，再按每克酵母泥100-1000U加入中性蛋白酶，控制PH6-8，在40℃-60℃下保溫水解6-48小時，得到酵母水解液；3)、酵母水解液經離心得到酵母沉淀，再加入3-20質量倍的水配制成酵母細胞懸浮液，在-25℃～-40℃凍結，微波爐中解凍，在恒溫水浴中加熱到35℃-45℃，保溫0.5-1.5h；然后按每100mL酵母細胞懸浮液加入2.6-3.5g的食鹽，進行第二次凍結，凍結溫度-25℃～-40℃，凍結的酵母液再次用微波解凍；如此加鹽、凍結、解凍重復2-5次。
2、 如權利要求1所述的酵母細胞破壁的方法，其特征在于，所述的酵母是啤酒酵母。
3、 如權利要求1所述的酵母細胞破壁的方法，其特征在于，所述的酵母是面包酵母。
4、 如權利要求l、 2或3所述的酵母細胞破壁的方法，其特征在于，所述的中性蛋白 酶是細菌中性蛋白酶或霉菌中性蛋白酶。
5、 如權利要求l、 2或3所述的酵母細胞破壁的方法，其特征在于，所述的在酵母細 胞懸浮液加入食鹽的步驟可以用50'C-7(TC下真空濃縮酵母細胞懸浮液代替。
全文摘要
本發明提供了一種酵母細胞破壁的方法，步驟包括酵母泥加水配成活菌懸液；加入半胱氨酸或半胱氨酸鹽酸鹽和中性蛋白酶，控制pH6-8，在40℃-60℃下保溫水解6-48小時，得到酵母水解液；酵母水解液經離心得到酵母沉淀，再加水配制成酵母細胞懸浮液，再經數次凍結和微波解凍，破壁率達到95％以上。本發明將半胱氨酸促溶、梯度降低冰點凍結和微波快速解凍相結合，大大提高了酵母細胞破壁率。本發明細胞破壁工藝操作簡便，對設備要求低，很適合于啤酒酵母或面包酵母細胞的破壁。
文檔編號C12N1/18GK101195808SQ20081005442
公開日2008年6月11日 申請日期2008年1月8日 優先權日2008年1月8日
發明者莉 伊, 王常青 申請人:山西大學 被以下專利引用 (1),