羅龍娟,陳曉明,趙曉生,陳鍛成*
(廣州裕立寶生物科技有限公司研發(fā)部,廣東 廣州 510663)
酵母抽提物是降解酵母細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、核酸以及細(xì)胞壁等,經(jīng)過過濾、濃縮或噴霧干燥所獲得的產(chǎn)物。酵母抽提物富含氨基酸和維生素,且具有突出的鮮味,廣泛應(yīng)用于調(diào)味品中[1]。目前生產(chǎn)酵母抽提物的方法有自溶法、酸水解和酶法,自溶法時間長、效率低、酸水解操作工序繁瑣,且呈味性差[2]。酶法不僅能有效縮短酶解時間,而且能產(chǎn)生口感較好的酶解產(chǎn)物[3]。因此本實(shí)驗(yàn)選用4種蛋白酶對面包酵母進(jìn)行酶解,從氨基酸態(tài)氮、總氮、轉(zhuǎn)化率、回收率和滋味等5個方面對酶解液進(jìn)行評價,以期找到最適合生產(chǎn)酵母抽提物的酶,提高酶解效率,且改善酵母抽提物的口感。
1.1 材料與試劑
面包酵母:湖北安琪酵母有限公司;酪蛋白:美國Sigma公司;石油醚、甲醛、氫氧化鈉、鹽酸、硫酸等(分析純):廣州試劑有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
UV759S紫外-可見分光光度計(jì):上海精科儀器有限公司;AB104-L電子天平:梅特勒-托利有限公司;SZF-06G索氏抽提儀、KDN-08B凱氏定氮儀:上海新嘉電子有限公司;TIM-840電位滴定儀:法國雷迪美特公司;Anke TDL-40B離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;101-1A型鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱:上海滬越實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;DZKW-D-1電熱恒溫水浴鍋:北京永光明醫(yī)療儀器廠。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 檢測方法
酶活定義:1g固體酶粉(或1mL液體酶),在40℃(酸性pH=3.0、中性pH=7.5、堿性pH=10.5)條件下,1min水解酪素產(chǎn)生1μg酪氨酸為一個酶活力單位。
酶活檢測方法:參照GB/T23527—2009《蛋白酶制劑》[4];水分檢測方法:參照GB 5009.3—2010《食品中水分測定》[5];脂肪測定方法:參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》[6];灰分測定方法:參照GB 5009.4—2010《食品中灰分測定》[7];總糖測定方法:參照GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測定》[8];氨基酸態(tài)氮和總氮檢測方法:參照GB/T 5009.39—2003《醬油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[9-10]。
感官評價[13]:實(shí)驗(yàn)人員為通過感官篩選實(shí)驗(yàn)的6 名男女(20~28歲),經(jīng)過酵母抽提物的感官評價培訓(xùn)。將酶解液濃縮至固形物約為65%,然后稀釋至固形物為2%,分別品評其苦味、澀味、鮮味和口感。按5分制進(jìn)行評分:苦味:0~1分微弱,1~2分較弱,2~3分明顯,3~4分較強(qiáng),4~5分很強(qiáng)。澀味:0~1分微弱,1~2分較弱,2~3分明顯,3~4分較強(qiáng),4~5分很強(qiáng)。鮮味:0~1分微弱,1~2分較弱,2~3分明顯,3~4分較強(qiáng),4~5分很強(qiáng)??诟校?~1分口感較差,1~2分口感稍差,2~3分口感一般,3~4分口感較好,4~5分口感很好。
1.3.2 酶解工藝流程
酵母液(18%)→稱取酵母液→添加酶制劑→55℃酶解18h→滅酶(100℃、15min)→離心(4 000r/min、15min)→上清液檢測→感官評價
2.1 酶活及其酶解條件
目前,用于生產(chǎn)酵母抽的酶類的主要成分為蛋白酶,有些可能還有一些β-葡聚糖酶或纖維素酶等用于細(xì)胞破壁[14]。本實(shí)驗(yàn)主要測定了4種酵母抽提物酶的蛋白酶酶活,結(jié)果見表1,其適合作用溫度、pH值及添加量均依照說明書[15]。
表1 4種蛋白酶解條件及蛋白酶活Table 1 Enzymolysis conditions and protease activities of 4 kinds of protease
由表1檢測結(jié)果可知,4種蛋白酶的溫度作用范圍均在45~65℃,因此均選用55℃為酶解溫度,酶解pH值則為5.0~6.0,4種酵母抽提物酶的蛋白酶活相差不大。
2.2 面包酵母成分分析
對面包酵母的主要成分進(jìn)行了分析,結(jié)果見表2。
表2 面包酵母的成分分析Table 2 Composition analysis of the yeast
由表2分析結(jié)果可知,面包酵母的含水量較高,此外蛋白質(zhì)含量較為豐富,總糖的含量也較高,適用于制備酵母抽提物。
2.3 酶解液氨基酸態(tài)氮含量的對比
在相同的酶解工藝條件下,對比了4種酵母抽提物酶解液氨基酸態(tài)氮的含量變化。
由圖1可知,4種類型的蛋白酶的酶解液的氨基酸態(tài)氮含量差別不大,其中1型的氨基酸態(tài)氮含量最高,4型氨基酸態(tài)氮含量最低。氨基酸態(tài)氮是評價酵母抽提物的指標(biāo)之一,氨基酸態(tài)氮含量越高,說明酶解效果越好,酵母當(dāng)中的蛋白被酶解的越多。
圖1 4種酵母酶解液氨基酸態(tài)氮含量的對比Fig.1 Comparison of amino acid nitrogen content of 4 kinds of yeast extract
2.4 酶解液總氮含量的對比
在相同的酶解工藝條件下,對比了4種酵母抽提物酶酶解液總氮的含量變化。
圖2 4種酵母酶解液總氮含量的對比Fig.2 Comparison of total nitrogen content of 4 kinds of yeast extract
由圖2可知,2型酵母酶解液的總氮含量是最高的,其余3種比較接近。酵母酶解液的總氮含量越高,說明酵母抽提物酶的效果越好,越有利于蛋白質(zhì)的溶出,有利于提高工業(yè)生產(chǎn)的蛋白回收率。
2.5 酶解液轉(zhuǎn)化率的對比
在相同的酶解工藝條件下,對比了4種酵母抽提物酶酶解液的轉(zhuǎn)化率變化。
圖3 4種酵母酶解液轉(zhuǎn)化率的對比Fig.3 Comparison of conversion of 4 kinds of yeast extract
由圖3可知,采用3型酵母抽提物酶酶解所得的酶解液轉(zhuǎn)化率最高,其余3種酵母抽提物酶的酶解液轉(zhuǎn)化率較為接近。
2.6 酶解液回收率的對比
在相同的酶解工藝條件下,對比了4種酵母抽提物酶酶解液的回收率變化。
圖4 4種酵母酶解液回收率的對比Fig.4 Comparison of recovery rate of 4 kinds of yeast extract
由圖4可知,2型酵母抽提物酶的酶解液的回收率最高,回收率越高,底物的利用率越高,對生產(chǎn)節(jié)約成本越有利,1型和4型的酵母抽提物酶酶解液的回收率比較接近,3型的酵母抽提物酶的回收率最低。
2.7 酶解液感官品質(zhì)的對比
采用感官評價的方法,對4種酵母抽提物酶酶解所得酶解液的滋味進(jìn)行了評價。
圖5 4種酵母酶解液滋味的對比Fig.5 Comparison of taste of 4 kinds of yeast extract
由圖5 可知,1型酵母抽提物酶酶解所得酶解液的苦味值最低,3型和4型的苦味值稍高。1型酶解所得酶解液的澀味最低,4型最高。1型酶解所得酶解液的鮮味最強(qiáng),其余3種鮮味較弱。就口感而言,1型酶解所得的酶解液的口感最好,其余3種稍弱。
3.1 就氨基酸態(tài)氮、總氮、轉(zhuǎn)化率以及回收率的等理化指標(biāo)而言,酵母抽提物酶2型較為合適,但是其感官評價較1型稍差,尤其是鮮味,因此,酵母抽提物酶1型最適合用于生產(chǎn)酵母抽提物。
3.2 盡管酵母抽提物酶1型的蛋白酶活不是最高,但是卻不影響其各個指標(biāo),可能1型當(dāng)中含有葡聚糖酶等破壁酶,促進(jìn)酵母細(xì)胞破壁,使得酵母細(xì)胞內(nèi)部的蛋白質(zhì)和自溶酶釋放出來補(bǔ)充了1型的效果。
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